Search

© 2019 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes,creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works. The present paper provides a solution to operate multilevel dual active bridge (ML-DAB) converters built upon neutral point clamped switching legs in a full-bridge disposition and with any number of levels on either side of the converter. The main issue of such converters is addressing the inherent unbalance of the dc-link capacitor voltages, which hinders the proper operation and optimum utilization of the converter. The proposed solution comprises a generalized to N levels modulation and control scheme that allows operating these converters, while guaranteeing the proper balance of the dc-link capacitor voltages. The suitability of the proposed solution is verified through simulation and experimental tests performed in five different converter configurations, three of them with an asymmetric number of voltage levels, proving that capacitor voltage balance is achievable in a wide range of operation conditions. Moreover, the efficiency of the ML-DAB converters is demonstrated to be superior to the conventional two-level DAB case.

This article presents an agile supply modulator with optimal transient performance that includes improvement in rise time, overshoot and settling time for the envelope tracking supply in linear power amplifiers. For this purpose, we propose an on-demand current source module: the bang-bang transient performance enhancer (BBTPE). Its objective is to follow fast variations in input signals with reduced overshoot and settling time without deteriorating the steady-state performance of the buck regulator. The proposed approach enables fast system response through the BBTPE and an accurate steady-state output response through a low switching ripple and power efficient dynamic buck regulator. Fast output response with the help of the added module induces a slower rise of inductor current in the buck converter that further helps the proposed system to reduce both overshoot and settling time. This article also introduces an efficient selective tracking of envelope signal for linear PAs. To demonstrate the feasibility of the proposed solution, extensive simulations and experimental results from a discrete system are reported. The proposed supply modulator shows 80% improvement in rise time along with 60% reduction in both overshoot and settling time compared to the conventional dynamic buck regulator-based solution. Experimental results using the LTE 16-QAM 5 MHz standard shows improvement of 7.68 dB and 65.1% in adjacent channel power ratio (ACPR) and error vector magnitude (EVM), respectively.

El present treball té per objectiu el disseny, muntatge i millora d'un dron per a realitzar aplicacions agrícoles, com ara reg o fumigació. El disseny parteix de les peces d’un quadricòpter molt bàsic, construït en 2017, com a punt de partida pel muntatge d'un hexacóptero amb sistema de reg, realitzant totes les modificacions necessàries. Per a això es desmuntarà completament el dron original amb l’objectiu de reutilitzar la major part de peces possibles per al nou model. En quan al sistema de reg, s'ha dissenyat i imprès en 3D un tanc d'aigua amb mesures personalitzades per a poder carregar 1 litre de líquid. També s'ha adquirit una bomba d'aigua, connectors i tubs per a fer arribar als líquids a un cert rang d'amplitud, i així aconseguir un reg el més eficient possible. Finalment es dissenyarà un programa amb llenguatge Python, amb l'objectiu de processar fotografies preses donis del dron, per a definir a través dels colors dels cultius quines zones presenten, a priori, una sequedat major. D'aquesta manera, es poden ajustar les rutes de vol amb la condició de prioritzar-les. El presente trabajo tiene por objetivo el diseño, montaje y mejora de un dron para realizar aplicaciones agrícolas, tales como riego o fumigación. El diseño parte de las piezas de un cuadricóptero muy básico, construido en 2017, como punto de partida para el montaje de un hexacóptero con sistema de riego, realizando todas las modificaciones necesarias. Para ello se desmontará por completo el dron original con el objetivo de reutilizar la mayor parte de piezas posibles para el nuevo modelo. En cuanto al sistema de riego, se ha diseñado e imprimido en 3D un tanque de agua con medidas personalizadas para poder cargar 1 litro de líquido. También se ha adquirido una bomba de agua, conectores y tubos para hacer llegar a los líquidos a un cierto rango de amplitud, y así conseguir un riego lo más eficiente posible. Finalmente se diseñará un programa con lenguaje Python, con el objetivo de procesar fotografías tomadas des del dron, para definir a través de los colores de los cultivos qué zonas presentan, a priori, una sequedad mayor. De esta manera, se pueden ajustar las rutas de vuelo con tal de priorizarlas. The present work aims to study is the design, assembly and improvement of a drone for agricultural applications, such as irrigation or spraying. The design starts from the parts of a very basic quadcopter, built in 2017, as a starting point for the assembly of a hexacopter with irrigation system, making all the necessary modifications. To do this, the original drone will be completely disassembled in order to reuse as many parts as possible for the new model. As for the irrigation system, a water tank has been designed and 3D printed with customised measurements to be able to carry 1 litre of liquid. A water pump, connectors and tubes have also been acquired to deliver the liquids to a certain range of amplitude, in order to achieve the most efficient irrigation possible. Finally, a Python programme will be designed to process photographs taken from the drone in order to define, through the colours of the crops, which areas are, a priori, drier. In this way, the flight routes can be adjusted in order to prioritise them. Objectius de Desenvolupament Sostenible::6 - Aigua Neta i Sanejament

L’objectiu d’aquest projecte és la realització d’un sistema capaç d’emular l’alletament mitro-ventral per cadells recent nascuts orfes felins i/o canins. Per aquest motiu es concebrà un sistema que sigui capaç de controlar la temperatura de la llet que estigui en el dipòsit i en si mateix, regular-la de manera automàtica sense necessitat d’una supervisió constant. D’igual manera aquest sistema serà capaç de mesurar la capacitat del dipòsit de llet, d’aquesta manera l’usuari podrà conèixer en quin moment es necessari tornar a emplenar el tanc i no quedar-se sense aliment per als cadells. Aquestes constants de capacitat i temperatura es mostraran a través d’un display i així poder supervisar el bon funcionament del sistema de lactància. Dins del projecte, s’inclou tots els esquemes elèctrics, procés de fabricació de la PCB, estructura del sistema de lactància i el codi de programació per al Arduino, necessaris per a la construcció i el bon funcionament del sistema. El objetivo de este proyecto es la realización de un sistema capaz de emular el amamantamiento mitro-ventral por cachorros recién nacidos huérfanos felinos y/o caninos. Por este motivo, se concebirá un sistema que sea capaz de controlar la temperatura de la leche que esté en el depósito y en sí mismo, regularla de forma automática sin necesidad de una supervisión constante. De igual modo este sistema será capaz de medir la capacidad del depósito de leche, de esta forma el usuario podrá conocer en qué momento es necesario volver a llenar el tanque y no quedarse sin alimento para los cachorros. Estas constantes de capacidad y temperatura se mostrarán a través de un display y así poder supervisar el buen funcionamiento del sistema de lactancia. Dentro del proyecto, se incluyen todos los esquemas eléctricos, proceso de fabricación de la PCB, estructura del sistema de lactancia y el código de programación para Arduino, necesarios para la construcción y el buen funcionamiento del sistema. The objective of this project is the realization of a system capable of emulating nursing for feline and/or canine orphaned newborn puppies. For this reason, a system will be designed capable of controlling milk’s temperature that is in the tank and, also, regulate it automatically without the need of constant supervision. In the same way, this system will be able to measure the capacity of the tank, then the user will be able to know when it is necessary to refill the tank and not run out of food for the puppies. These constants of capacity and temperature will be shown through a display and thus be able to supervise the proper functioning of the lactation system. Within the project, all the electrical diagrams, the PCB manufacturing process, the structure of the system and the code for Arduino, necessary for the construction and proper functioning of the system, are included.

El present document pretén plasmar el procediment realitzat per a la confecció d’una aplicació de monitorització i registre de dades sobre el comportament d’una placa fotovoltaica a nivell de consum elèctric. El desenvolupament d’aquesta aplicació es dur a terme mitjançant la programació amb IDE de la placa ELEGOO Mega2560 R3, la qual és un equivalent de la placa Arduino Mega 2560, establint una via de comunicació sèrie RS-485 basada en MODBUS amb l’analitzador de xarxa elèctrica Circutor CVM-SPRS485-C25A. La connexió física del sistema es realitza connectant d’una banda l’analitzador de xarxa entre el convertidor DC/AC de la placa fotovoltaica i la connexió a xarxa elèctrica per a que de manera simultània s’alimenti elèctricament i pugui captar les dades de consum. D’altra banda la connexió amb el nostre microcontrolador es dur mitjançant cablejat des del port RS-485 de l’analitzador al mòdul de comunicació connectat al nostre microcontrolador per a poder establir a la comunicació. Les funcionalitats disponibles per a aquest desenvolupament són: - Monitorització de dades del sistema connectat a xarxa elèctrica. - Registre periòdic variable de les dades anteriors en mòdul SD. Les dades obtingudes seran tots aquells valors de consum energètic disponibles amb la connexió del Circutor, ja que posteriorment, amb l’explotació d’aquestes dades es podran discriminar aquells valors de l’anàlisi que no siguin d’interès. Aquest projecte analitzarà, a més a més de les dades anteriors, l’impacte ambiental d’una instal·lació d’aquest tipus. El presente documento pretende plasmar el procedimiento realizado para la confección de una aplicación de monitorización y registro de datos sobre el comportamiento de una placa fotovoltaica a nivel de consumo eléctrico. El desarrollo de la aplicación se lleva a cabo mediante la programación con IDE de la placa ELEGOO Mega2560 R3, la cual es un equivalente de la placa Arduino Mega2560, estableciendo una vía de comunicación serie RS-485 basada en MODBUS con el analizador de red eléctrica Circutor CVM-SPRS485-C25A. La conexión física del sistema se realiza conectando por un lado el analizador de red entre el convertidor DC/AC de la placa fotovoltaica y la conexión a red eléctrica, para que de manera simultánea se alimente eléctricamente y pueda captar los datos de consumo. Por otro lado, la conexión con el microcontrolador se realiza mediante el cableado desde el puerto RS-485 del analizador de red al módulo de comunicación conectado a nuestro microcontrolador para poder establecer la comunicación. Las funcionalidades disponibles para el desarrollo son: - Monitorización de datos del sistema conectado a red eléctrica. - Registro periódico variable de los datos anteriores en módulo SD. Los datos obtenidos serán todos aquellos valores de consumo energético disponibles con la conexión del Circutor, ya que posteriormente, con la explotación de estos datos se podrán discriminar aquellos valores de análisis que no sean de interés. Este proyecto analizará, además de los datos anteriores, el impacto ambiental de una instalación de este tipo. This document pretends to show the realized procedure of the confection of a monitoring and data logs application according to the behavior of a solar panel in consideration of electric supply. The application development is done by the programming of ELEGOO Mega2560 R3 shield, which is an equivalent shield of Arduino Mega2560, stablishing a based MODBUS Serial communication done by the RS-485 interface with Circutor CVM-SP-RS485-C25A electric net analyzer. The physical connection of the system is done by connecting the electric net analyzer between DC/AC converter of the solar panel and the connection to the net, to have, at the same time, voltage feeding and data capturing. In another way, the connection with the microcontroller is done by the wiring of the RS-485 port of CIRCUTOR’s analyzer to the communication module that is connected to the shield. The available functionalities of the present development are: - Data monitoring of the system which is connected to the electric net. - Periodic and variable data log of the previous data through SD module. Obtained data will be all available electric values of power consumption in the Circutor connection, because, later, with data mining we will filter these values which are not of interest. This project will analyze, in addition, the environmental impact of this kind of installation. Objectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al Clima

Es redacta el present Treball de “Disseny de la supervisió, control i simulació d’un cultiu d’oliveres i l’elaboració de l’oli d’oliva verge extra” per David Pena Serrano, alumne del Grau d’Enginyeria Electrònica Industrial i Automàtica de la Universitat Politècnica de Catalunya. La idea de realitzar el present Treball, al voltant del control d’un cultiu d’oliveres i el control d’una cooperativa agrícola, ha estat motivat pel cúmul de dos circumstàncies. La primera, l’interès per dissenyar un SCADA (Supervisory Control and Data Adquisition) aplicat a l’agricultura moderna, automatitzant i rendibilitzant la producció. La segona, l’interès familiar que ha perdurat en els anys pel cultiu d’oliveres i la producció d’oli d’oliva. A continuació, es descriu el disseny i implementació de la supervisió, control i simulació del subministrament de fertilitzants, del tractament de plagues i malalties i del regadiu d’un cultiu d’oliveres. Així com el control dels processos d’una cooperativa agrícola productora d’oli verge extra. Pel control dels processos s’ha utilitzat un SCADA utilitzant els softwares Wonderware InTouch 2014 i Wonderware ArchestrA 2014 R2. El control es realitza per simulació i no hi haurà connexió amb un PLC. Se redacta el presente Trabajo de "Diseño de la supervisión, control y simulación de un cultivo de olivos y la elaboración del aceite de oliva virgen extra" por David Pena Serrano, alumno del Grado de Ingeniería Electrónica Industrial y Automática de la Universitat Politècnica de Catalunya. La idea de realizar el presente Trabajo, en torno al control de un cultivo de olivos y el control de una cooperativa agrícola, ha sido motivado por el cúmulo de dos circunstancias. La primera, el interés por diseñar un SCADA (Supervisory Control and Data Adquisition) aplicado a la agricultura moderna, automatizando y rentabilizando la producción. La segunda, el interés familiar que ha perdurado en los años por el cultivo de olivos y la producción de aceite de oliva. A continuación, se describe el diseño e implementación de la supervisión, control y simulación del suministro de fertilizantes, del tratamiento de plagas y enfermedades y del regadío de un cultivo de olivos. Así como el control de los procesos de una cooperativa agrícola productora de aceite virgen extra. Para el control de los procesos se utilizará un SCADA utilizando los softwares Wonderware InTouch 2014 y Wonderware ArchestrA 2014 R2. El control se realizará por simulación y no habrá conexión con un PLC. The present Work "Design of the supervision, control and simulation of an olive tree crop and the elaboration of extra virgin olive oil" is written by David Pena Serrano, student of the bachelor’s degree in Industrial Electronics and Automatic Control Engineering of the Universitat Politècnica de Catalunya. The idea of carrying out this Work, around the control of an olive crop and the control of an agricultural cooperative, has been motivated by the accumulation of two circumstances. The first, the interest in designing a SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) applied to modern agriculture, automating and making production profitable. The second, the family interest that has endured over the years for the cultivation of olive trees and the production of olive oil. The design and implementation of the supervision, control and simulation of fertilizer supply, pest and disease treatment and irrigation of an olive crop is described below. As well as the control of the processes of an agricultural cooperative producing extra virgin oil. For the control of the processes, a SCADA will be used using the Wonderware InTouch 2014 and Wonderware ArchestrA 2014 R2 software. The control will be carried out by simulation and there will be no connection with a PLC.

L’actual projecte tracta sobre la supervisió i control del sistema d'assemblatge flexible FAS200, situat al laboratori 5.4 d'automàtica i robòtica de l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE). El sistema del laboratori consta de 6 mòduls controlats inicialment de forma independent pels controladors Micrologix. El primer objectiu del projecte és implantar el control front-end dels 6 mòduls operatius amb un sol controlador Compactlogix, a partir d’un programa subministrat per l’equip docent. El propòsit principal és centralitzar el control i la supervisió d'aquest procés amb la creació d'una interfície SCADA amb el programari de lliure ús Ignition de Inductive Automation, un programari per a la confecció de sistemes SCADA molt freqüent en la indústria actual per la seva multitud de recursos i facilitats comunicatives. Paral·lelament, a petició de Javier Gámiz, s'ha dut a terme la realització d'unes pràctiques de grau, a partir del treball efectuat sobre la confecció de la interfície i el funcionament del programari de Ignition, així com l'explicació dels múltiples recursos que ofereix. Amb la finalitat d'implantar a l'escola l'ús d'aquest programari per al desenvolupament d'aplicacions SCADA. El presente proyecto trata sobre la supervisión y control del sistema de ensamblaje flexible FAS200, ubicado en el laboratorio 5.4 de automática y robótica de la Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE). El sistema del laboratorio consta de 6 módulos controlados inicialmente de forma independiente por los controladores Micrologix. El primer objetivo del proyecto es implantar el control front-end de los 6 módulos operativos con un solo controlador Compactlogix, a partir de un programa proporcionado por el equipo docente de la universidad. El propósito principal es centralizar el control y la supervisión de este proceso con la creación de una interfaz SCADA con el software de libre uso Ignition de Inductive Automation, un software para la confección de sistemas SCADA muy frecuente en la industria actual por su multitud de recursos y facilidades comunicativas. Paralelamente, a petición de Javier Gámiz, se ha llevado a cabo la realización de unas prácticas de grado, a partir del trabajo efectuado sobre la confección de la interfaz y el funcionamiento del software de Ignition, así como la explicación de los múltiples recursos que ofrece. Con el fin de implantar en la escuela el uso de este software para el desarrollo de aplicaciones SCADA. This project deals with the supervision and control of the FAS200 flexible assembly system, located in the 5.4 automatic and robotics laboratory of the Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE). The laboratory system consists of 6 modules initially controlled independently by Micrologix controllers. The first objective of the project is to implement the front-end control of the 6 operating modules with a single Compactlogix controller, from a program provided by the University. The main objective is to centralize the control and supervision of this process by creating a SCADA interface with the free-to-use Ignition software of Inductive Automation, a software for the manufacture of SCADA systems very frequent in the current industry for its multitude of resources and communication facilities. At the same time, at the request of Javier Gámiz, undergraduate internships have been carried out, based on the work carried out on the preparation of the interface and operation of ignition software, as well as the explanation of the multiple resources it offers. With the aim of implementing in school the use of this software for the development of SCADA applications.

En aquest projecte s’ha dut a terme la posada en marxa d’un sistema d’adquisició d’imatges hiperespectrals i el disseny d’una xarxa d’aprenentatge profund per la seva posterior classificació. L'objectiu consta d'adquirir imatges hiperespectrals i detectar anomalies per la seva posterior classificació mitjançant tècniques de programació d'aprenentatge profund. Per altra banda, un altre finalitat és simular l'adquisició d'aquestes imatges el més semblant a un procés de control de qualitat d'una indústria. Per dur a terme aquest projecte s’ha utilitzat: Dos tipus de càmeres: Una càmera de l’empresa Photonfocus capaç de treballar a rang de freqüències hiperespectrals VNIR (Visible Near Infra Red Bands) amb un rang entre 400-900nm. La segona càmera de l’empresa Specim FX17 que treballa a un rang de freqüències hiperespectrals NIR (Near Infra Red Bands) amb un interval entre 900-1700nm. Per processar les imatges hem fet servir un programari anomenat Scyven d’ús gratuït, recomana’t pel mateix fabricant. Per il·luminar aquest sistema s’ha utilitzat unes bombetes al·lògenes, amb els seus corresponents transformadors i un port bombetes dissenyat per aquest projecte que permeten la captura de les imatges dintre del rang de freqüències que s’ha determinat. Per l’elaboració de la xarxa neuronal s’ha usat les biblioteques de programari de codi obert TensorFlow i Keras, que estan especialitzades en l’àmbit de l’aprenentatge profund i automàtic. Tant una com l’altra estan basades i escrites en el llenguatge de programació de Phyton. Per dur a terme la programació s’ha fet servir Google Colab, un quadern de programació online interactiu que et permet escriure i executar codi. En este proyecto se ha llevado a cabo la puesta en marcha de un sistema de adquisición de imágenes hiperespectrales y el diseño de una red de aprendizaje profundo para su posterior clasificación. El objetivo consta de adquirir imágenes hiperespectrales y detectar anomalías por su posterior clasificación mediante técnicas de programación de aprendizaje profundo. Por otro lado, otra finalidad es simular la adquisición de estas imágenes lo más parecida a un proceso de control de calidad de una industria. Para llevar a cabo este proyecto se ha utilizado: Dos tipos de cámaras: Una cámara de la empresa Photonfocus capaz de trabajar a rango de frecuencias hiperespectrales VNIR (Visible Near Infra Red Bands) con un rango entre 400-900nm. La segunda cámara de la empresa Specim FX17 que trabaja a un rango de frecuencias hiperespectrales NIR (Near Infra Red Bands) con un intervalo entre 900-1700nm. Para procesar las imágenes se ha usado un software denominado Scyven de uso gratuito, recomendado por el mismo fabricante. Para iluminar este sistema se ha utilizado unas bombillas alógenas, con sus correspondientes transformadores y un puerto bombillas diseñado por este proyecto que permiten la captura de las imágenes dentro del rango de frecuencias que se ha determinado. Por la elaboración de la red neuronal se ha usado las bibliotecas de software de código abierto TensorFlow y Keras, que están especializadas en el ámbito del aprendizaje profundo y automático. Tanto una como la otra están basadas y escritas en el lenguaje de programación de Phyton. Para llevar a cabo la programación se ha usado Google Colab, un cuaderno de programación en línea interactivo que te permite escribir y ejecutar código. This project has carried out the implementation of a system for acquiring hyperspectral images and the design of a deep learning network for later classification. The goal consists of acquiring hyperspectral images and detecting anomalies by their later classification using deep learning programming techniques. On the other hand, another aim is to simulate the acquisition of these images, the most similar to an industry quality control process. To carry out this project it has been used: Two types of cameras: A Photonfocus company camera capable of working at the VNIR hyperspectral frequency range (Visible Near Infra-Red Bands) with a range between 400–900 nm. The second camera of Specim FX17 works at a range of NIR hyperspectral frequencies (Near Infra-Red Bands) with a range between 900–1700nm. To process the images we used a software called free use Scyven, recommended by the manufacturer itself. To illuminate this system, allogeneic light bulbs have been used, with their corresponding transformers and a light bulb port designed for this project, allowing the capture of images within the range of frequencies that has been determined. For the elaboration of the neural network, open source libraries TensorFlow and Keras have been used, which are specialized in the field of deep and automatic learning. Both are based and written in the Phyton programming language. Google Colab, an interactive online programming notebook that allows you to write and run code, has been used for programming.

Aquest projecte està basat en el procés i disseny d’un nou sistema d’aportació d’entintat per a les màquines de tatuar i el seu procés de fabricació per a obtenir un prototip final funcional que compleixi amb els requisits. S’han buscat referents i s’han estudiat els dissenys existents de les màquines actual amb l’objectiu de trobar aspectes a millorar, presentant distintes alternatives i probes fins trobar la versió definitiva del prototip. S’ha tingut en compte tots els coneixements adquirits en el món del tatuatge així com la pròpia experiència, sumat als coneixements acadèmics. Tenint en compte les limitacions marcades per la normativa de sanitat així com el pressupost del qual es disposa, s’ha obtingut la versió més optimitzada possible per complir tant amb la normativa com amb els objectius marcats. Este proyecto está basado en el proceso de estudio y diseño de un nuevo sistema de aporte de entintado para las máquinas de tatuar y su proceso de fabricación para obtener un prototipo final funcional que cumpla con los requisitos. Se han buscado referentes y se ha estudiado los diseños existentes de las máquinas actuales con tal de encontrar los aspectos a mejorar, presentando distintas alternativas y pruebas hasta encontrar la versión definitiva del prototipo. Se ha tenido en cuenta todos los conocimientos adquiridos en el mundo del tatuaje así como la propia experiencia, sumado a los conocimientos académicos. Teniendo en cuenta las limitaciones marcadas por la normativa de sanidad así como el presupuesto del cual se dispone, se ha obtenido la versión más optimizada posible para cumplir tanto la normativa como los objetivos marcados. This project is based upon the study and design process of a new ink supply system and its manufacturing process in order to obtain a final and functional prototype which complies with all requirements. References have been sought and study on existing designs of current machines has been undertaken in order to find the aspects to be improved, presenting different alternatives and tests until the final version of the prototype can be found. It is worth noting that academic experience has been taken into account as well as all experience acquired working as a tattoo artist. Bearing in mind all constraints stipulated by health regulations as well as the available budget, the most optimized version has been built to meet both the aforementioned regulations and the set objectives

The navigation of Autonomous Underwater Vehicles (AUV) presents a series of challenges, being the location due to the inaccessibility of GPS signal one of them. A solution is the use of several surface vehicles equipped with hydrophones to locate and track an AUV that emits an acoustic signal. This Master’s Thesis addresses this solution with the objective to optimize the energy consumption of 2 Autonomous Surface Vehicles (ASV) while maintaining a preferred geometry of the formation to reduce the uncertainty of the position estimation of the AUV. To control these surface vehicles, 2 approaches of Reinforcement Learning (RL) have been implemented, Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) and Multi-Agent Deep Deter- ministic Policy Gradient (MADDPG). The aim of using these 2 algorithms is to test if the inclusion of the multi-agent element is necessary in this case. The RL algorithms control the linear and angular velocities of each robot. The environment used for the training of the robots is created specifically for this project using Python. A weighted sum of Gaussian functions is designed for the reward function, which contains all the elements related to the optimization of energy consumption and the formation of the AUV. To analyse several aspects of the final models of each robot a total of 4 different tests were done. These tests focus on the analysis of the distribution of the weights in the reward func- tion and the ability to adapt to difficult scenarios. The tests are done as simulations. The re- sults show that the ASVs trained with these implementations of RL modify their behaviour depending on the weight configuration and can adapt to more difficult scenarios depending on aspects of the training such as the noise applied to the actions. Moreover, the performance between the DDPG and MADDPG is compared. A discussion with similar works that have treated this problem is done using the final results.

Aquest treball de fi de grau consisteix a desenvolupar el disseny electrònic d'un sistema sensor la funció del qual és monitorar màquines elèctriques per posteriorment implementar-lo de forma comercial. L'objectiu del treball és adaptar i millorar un sistema sensor que l'empresa Analog Devices, Inc. ja té comercialitzat per fer-lo més competitiu, atorgant-li millors capacitats tècniques i augmentant la qualitat de funcionament. Per aconseguir aquesta tasca es fabricarà un prototip. En primer lloc, es realitzarà un disseny electrònic, prenent com a referència el disseny del sistema actual, que sigui capaç d'englobar totes les millores que es volen fer. El prototip es desenvoluparà mitjançant el disseny i fabricació d'una PCB. Per comprovar la viabilitat del prototip i de les millores incorporades es duran a terme proves sobre màquines elèctriques al laboratori de l'empresa. Este trabajo de final de grado consiste en desarrollar el diseño electrónico de un sistema sensor cuya función es monitorizar máquinas eléctricas para posteriormente implementarlo de forma comercial. El objetivo del trabajo es adaptar y mejorar un sistema sensor que la empresa Analog Devices, Inc. ya tiene comercializado para hacerlo más competitivo, otorgándole mejores capacidades técnicas y aumentando la calidad de funcionamiento. Para lograr esta tarea se fabricará un prototipo. En primer lugar, se realizará un diseño electrónico, tomando como referencia el diseño del sistema actual, que sea capaz de englobar todas las mejoras que se quieren hacer. El prototipo se desarrollará mediante el diseño y fabricación de una PCB. Para comprobar la viabilidad del prototipo y de las mejoras incorporadas se realizarán pruebas sobre máquinas eléctricas en el laboratorio de la empresa. This final degree project consists of developing the electronic design of a sensing system whose function is to monitor electrical machines to later implement it commercially. The objective of the project is to adapt and improve a sensing system that the company Analog Devices, Inc. has already marketed to make it more competitive, giving it better technical capabilities and increasing the quality of operation. To achieve this task, a prototype will be manufactured. First, an electronic design will be made, taking as a reference the design of the current system, which can encompass all the improvements that are to be made. The prototype will be developed by designing and manufacturing a PCB. To check the feasibility of the prototype and the improvements incorporated, tests will be carried out on electrical machines in the company's laboratory.

Actualment existeixen diferents mètodes de comunicació sèrie que poden ser incorporats com un mòdul per microcontrolador. Un d’aquest mètodes es l’anomenat USART (Universal Synchronous Asynchronous Recieve Transmit), que permet la comunicació tant en mode síncron , com asíncron. El principal problema que presenta es la difícil implementació en llenguatge d’alt nivell i sobretot en FPGA’s. Per tant, aquest projecte pretén dissenyar un mòdul de comunicacions basat en el mètode USART, ja que dins l’àmbit electrònic s’han desenvolupat implementacions teòriques però poques s’han arribat a implementar sobre FPGA’s Aquesta disseny s’ha desenvolupat mitjançant el llenguatge de programació d’alt nivell VHDL i s’ha provat sobre una placa FPGA, basant-se en varies idees teòriques no implementades. Dit això, aquest projecte presenta una idea teòrica del mòdul a dissenyar així com la implementació sobre una FPGA i una prova on s’establirà comunicació amb un altre microcontrolador per comprovar la seva funcionalitat. Actualmente existen diferentes métodos de comunicación serie que pueden ser incorporados como módulos para microcontroladores. Uno de estos métodos es el conocido como USART (Universal Synchronous Asynchronous Recieve Transmit), que permite la comunicación tanto en modo síncrono como asíncrono. El principal problema que presenta es su difícil implementación con lenguaje de alto nivel y sobre todo en FPGA’s Por tanto, este proyecto pretende diseñar un módulo de comunicaciones basado en el método USART, ya que dentro del ámbito de la electrónica se han desarrollado implementaciones teóricas, pero pocas se han llegado a implementar sobre FPGA’s. Este diseño se ha desarrollado mediante el lenguaje de programación de alto nivel VHDL i se ha testeado sobre una placa FPGA, basándonos en varias ideas teóricas no implementadas. Dicho esto, este proyecto presenta una idea teórica del módulo a diseñar, así como la implementación sobre una placa FPGA i una prueba donde se establecerá una comunicación con otro microcontrolador para poder comprobar su funcionalidad. Nowadays we can find different protocols of serial communication that could be integrated as a microcontroller module. One of them is the called USART (Universal Synchronous Asynchronous Receive Transmit). The main issue is the difficulty in its implementation in the high-level language, mainly in FPGA’s. Thus, this project aims to design a communication module based on the USART method, as within the electronic field have already been developed several theoretical implementations but not that many have been implemented in FPGA’s. This design has been built up throughout the high-level language VHDL and put into practice on a FPGA board, using different theoretical ideas not implemented. Therefore, this project presents a theoretical idea of the module to be designed as well as its implementation on a FGPA and a trial where it will be stablished a communication with another microcontroller to test the functionality.

L’objectiu del present projecte és aportar noves opcions de disseny d’una eina per l’ajuda de presa de decisions, com també l’optimització dels mètodes d’anàlisi de dades presentats prèviament en l’article científic “Predictors of failure with high‐flow nasal oxygen therapy in COVID‐19 patients with acute respiratory failure: a multicenter observational study”[13] i addicionalment proporcionar un model predictiu de mortalitat. L’estudi es centra en una base de dades de pacients contagiats amb COVID‐19 als que se’ls havia administrat oxigenoteràpia d’alt flux amb la finalitat de crear un model de dades predictiu capaç d’inferir la necessitat d’intubació invasiva donades les condicions clíniques inicials del pacient durant el primer dia en l’UCI. Per desenvolupar aquest model, es varen recol∙lectar dades de 5 hospitals en Espanya i Andorra durant els primers mesos de la primera ona de la pandèmia. D’aquest procés es va obtenir una base de dades de 1129 pacients, dels quals 259 van rebre ox‐ igenoteràpia d’alt flux. Amb l’objectiu d’aprofitar aquesta base de dades, en aquest projecte s’analitzen les dades dels esmentats 259 pacients per desenvolupar dos models predictius per estimar la prob‐ abilitat d’intubació i de mortalitat. Amb aquesta finalitat, s’ha establert un mètode més eficient per provar i validar ràpidament diferents tipus d’algoritmes d’aprenentatge automàtic. Els mètodes utilitzats per obtenir el model predictiu de la mortalitat són també aplicables a altres variables, en conseqüència es desenvolupa un model alternatiu de predicció d’intubació. Els resultats obtinguts amb aquest nou model són comparables amb els de l’estudi anterior [13] i a més aporten alternatives viables per la millora en el desenvolupament d’eines que ajuden a la presa de decisions al personal sanitari, basades en tecnologies de Machine Learning. S’obren nous camins on el coneixement del processament de la informació pot aportar soluciones a les necessitats urgents i reals de la societat. L’objectiu del present projecte és aportar noves opcions de disseny d’una eina per l’ajuda de presa de decisions, com també l’optimització dels mètodes d’anàlisi de dades presentats prèviament en l’article científic “Predictors of failure with high‐flow nasal oxygen therapy in COVID‐19 patients with acute respiratory failure: a multicenter observational study”[13] i addicionalment proporcionar un model predictiu de mortalitat. L’estudi es centra en una base de dades de pacients contagiats amb COVID‐19 als que se’ls havia administrat oxigenoteràpia d’alt flux amb la finalitat de crear un model de dades predictiu capaç d’inferir la necessitat d’intubació invasiva donades les condicions clíniques inicials del pacient durant el primer dia en l’UCI. Per desenvolupar aquest model, es varen recol∙lectar dades de 5 hospitals en Espanya i Andorra durant els primers mesos de la primera ona de la pandèmia. D’aquest procés es va obtenir una base de dades de 1129 pacients, dels quals 259 van rebre ox‐ igenoteràpia d’alt flux. Amb l’objectiu d’aprofitar aquesta base de dades, en aquest projecte s’analitzen les dades dels esmentats 259 pacients per desenvolupar dos models predictius per estimar la prob‐ abilitat d’intubació i de mortalitat. Amb aquesta finalitat, s’ha establert un mètode més eficient per provar i validar ràpidament diferents tipus d’algoritmes d’aprenentatge automàtic. Els mètodes utilitzats per obtenir el model predictiu de la mortalitat són també aplicables a altres variables, en conseqüència es desenvolupa un model alternatiu de predicció d’intubació. Els resultats obtinguts amb aquest nou model són comparables amb els de l’estudi anterior [13] i a més aporten alternatives viables per la millora en el desenvolupament d’eines que ajuden a la presa de decisions al personal sanitari, basades en tecnologies de Machine Learning. S’obren nous camins on el coneixement del processament de la informació pot aportar soluciones a les necessitats urgents i reals de la societat. The goal of the present dissertation is to provide new design options for tools to help decision mak‐ ing and to optimize the data analysis methods presented in the scientific article “Predictors of failure with high‐flow nasal oxygen therapy in COVID‐19 patients with acute respiratory failure: a multicen‐ ter observational study”[13]. Furthermore, it provides a predictive model of mortality. The study is centered around a COVID‐19 patient database that have gone through High Flow Nasal Oxygena‐ tion (HFNO) therapy, intending to create a predictive model with the ability to infer the necessity of invasive intubation once the initial clinical conditions are known during patient ICU admission. To de‐ velop this model, data was collected from 5 hospitals in Spain and Andorra during the initial stages of the COVID‐19 pandemic. From this process, a database of 1129 patients was obtained, from which 259 received HFNO. With the goal of mining this database, this project analyzes these patients to develop two models to estimate the probability of intubation and mortality. Therefore, an efficient methodology to quickly test and validate various machine learning algorithms is developed. The methods used to obtain this new mortality model are applicable to other output variables. Hence, an alternative model to predict intubation is also developed. The results obtained from this new model are comparable to the previous study [13], and also provide viable alternatives to enhance the development of tools to help the medical community in the decision‐making process based on machine learning technologies. Furthermore, it opens new possibilities where the knowledge from information processing can provide solutions to real and urgent necessities of society.

Cada impressora 3D fabricada actualment per BCN3D compta amb connectivitat amb el cloud. Per això cada impressora necessita un nombre de sèrie i claus úniques que han de ser instal·lades a la màquina en el darrer pas de la seva producció. Al marge d'això, també cal resetejar els seus valors de fàbrica després d'haver passat el testeig que es fa a cada màquina. Per complir amb aquest fi, actualment la línia de producció de BCN3D té un ordinador que mitjançant un terminal de Linux executa un bash script que realitza les rutines necessàries. Aquest procés pot ser tediós per a qualsevol persona que mai hagi interactuat amb una línia d'ordres. Aquest projecte té com a objectiu crear una interfície gràfica que pugui ser utilitzada per la línia de producció de BCN3D, per tal de facilitar el procés final de registre al cloud, instal·lació de certificats/número de sèrie en màquina i el seu reseteig de fàbrica. Això ajudarà l'operari a fer un procés més intuïtiu i menys propens a l'error humà. Un cop s'hagi complert el primer objectiu del projecte, es dissenyarà un sistema embegut per a l'aplicació. Per això se seleccionarà una SBC i mitjançant el projecte Yocto es desenvoluparà una distribució de Linux personalitzada per executar l'aplicació al maquinari seleccionat de la manera més eficient possible. Cada impresora 3D fabricada actualmente por BCN3D cuenta con conectividad con el cloud. Para ello cada impresora necesita un número de serie y claves únicas que deben ser instaladas en la máquina en el último paso de su producción. Al margen de esto, también es necesario resetear sus valores de fábrica después de haber pasado el testeo que se le hace a cada máquina. Para cumplir con este fin, actualmente la línea de producción de BCN3D tiene un ordenador que mediante un terminal de Linux ejecuta un bash script que realiza las rutinas necesarias. Este proceso puede ser tedioso para cualquier persona que nunca haya interactuado con una línea de comandos. Este proyecto tiene como objetivo crear una interfaz gráfica que pueda ser usada por la línea de producción de BCN3D, con tal de facilitar el proceso final de registro en el cloud, instalación de certificados/número de serie en máquina y su reseteo de fábrica. Esto ayudará al operario a realizar un proceso más intuitivo y menos propenso al error humano. Una vez se haya cumplido el primer objetivo del proyecto, se procederá a diseñar un sistema embebido para la aplicación. Para ello se seleccionará una SBC y mediante el proyecto Yocto se desarrollará una distribución de Linux personalizada para ejecutar la aplicación en el hardware seleccionado de la manera más eficiente posible. Every 3D printer currently manufactured by BCN3D has connectivity to the cloud. To accomplish this, each printer needs a serial number and unique keys that must be installed in the machine in the last step of its production. Apart from this, it is also necessary to reset its factory values ​ after having passed the testing that is done on each machine. To meet this goal, the BCN3D production line currently has a computer that, through a Linux terminal, executes a bash script that runs the necessary routines. This process can be tedious for anyone who has never interacted with a command line before. This project aims to create a graphical interface that can be used by the BCN3D production line, in order to facilitate the final process of registration in the cloud, installation of certificates/serial number on the machine and its factory reset. This will help the operator make the process more intuitive and less prone to human error. Once the first objective of the project has been fulfilled, an embedded system for the application will be designed. For this, an SBC will be selected and through the Yocto project a customized Linux distribution will be developed to run the application on the selected hardware in the most efficient way possible.

Some electrical devices in direct current (DC) networks, under certain operating characteristics, behave as constant power loads (CPLs). This behavior is defined by presenting negative incremental resistance, compromising the stability of the supply networks. The current evolution of electrical networks favors the proliferation and increase of this unstable behavior. In this research, a stability analysis method is presented that allows verifying a sufficient condition for the local stability of linear and time invariant DC circuits with CPLs, for all possible equilibria of the system that arise when varying the power consumed by the CPLs. Furthermore, this method is expressed by linear matrix inequalities that can be verified by convex programming. It is also proposed to connect a stabilizing device in parallel, given an accessible connection port in the electrical network, which through an adequate control law, allows ensuring the local stability of linear and time-invariant DC networks with CPLs. The techniques used to obtain the control law have been H8 control, self-tuning control, and non-linear control. In addition, it is shown that the proposed solution meets the objectives established a priori, based on the worst-case regarding the system stability, through numerical results in simulation and experimental results obtained in a prototype plant designed and built within the framework of this research. Algunos dispositivos eléctricos de las redes de corriente continua (DC), bajo determinadas características de funcionamiento, se comportan como cargas de potencia constante (CPLs). Este comportamiento, se define por presentar resistencia incremental negativa, comprometiendo la estabilidad de las redes de suministro. La evolución actual de las redes eléctricas, favorece la proliferación y aumento de este comportamiento inestable. En esta investigación, se presenta un método de análisis de estabilidad que permite comprobar una condición suficiente para la estabilidad local de circuitos de DC lineales e invariantes en el tiempo con CPLs, para todos los posibles equilibrios del sistema que surgen al variar la potencia consumida por las CPLs. Además, este método se expresa en forma de desigualdades matriciales lineales que pueden ser verificadas mediante programación convexa. También se propone la conexión de un dispositivo estabilizador en paralelo, dado un puerto de conexión accesible en la red eléctrica, que mediante una ley de control adecuada, permita asegurar la estabilidad local de redes de DC lineales e invariantes en el tiempo con CPLs. Las técnicas utilizadas en la obtención de la ley de control han sido control H8, control autosintonizado y control no lineal. Además, se demuestra que la solución propuesta cumple los objetivos establecidos a priori, basados en el peor caso respecto a la estabilidad del sistema, mediante resultados numéricos en simulación y resultados experimentales obtenidos en una planta prototipo diseñada y construida en el marco de este trabajo de investigación. Automàtica, robòtica i visió

Aquest document presenta un Treball de Fi de Grau on es realitza el disseny, construcció i programació d’un vehicle autònom, és a dir, un robot mòbil capaç de desplaçar-se d’una posició a una altra sense la necessitat d’haver de ser controlat de manera manual. El vehicle esmentat és impulsat per la Jetson Nano, un ordinador d’una sola placa (Single-Board Computer o SBC) ideal per aplicacions de visió per computador, intel·ligència artificial, etc., i que permet al vehicle tenir autonomia gràcies al tractament d’imatges. Addicionalment, el robot pot ser guiat manualment a través de diferents dispositius com ordinadors o telèfons mòbils, mentre s’observa la imatge en temps real que aquest proporciona i altres dades de sensors en una interfície gràfica d’usuari. Per tal que el vehicle sigui funcional, es realitza el disseny mecànic de la seva estructura, el disseny electrònic dels components que fan possible el seu moviment i percepció de l’entorn, i el disseny del software que li aporta la intel·ligència necessària per ser autònom. Posteriorment, es realitza la seva construcció i la programació d’una aplicació per comprovar el seu correcte funcionament. Finalment, s’observa que el vehicle pot tenir múltiples aplicacions en l’àmbit de l’educació i la investigació i que és una millor proposta que altres possibilitats que hi ha al mercat. Este documento presenta un Trabajo de Fin de Grado donde se realiza el diseño, la construcción y programación de un vehículo autónomo, es decir, un robot móvil capaz de desplazarse de una posición a otra sin la necesidad de tener que ser controlado de manera manual. El vehículo mencionado es impulsado por la Jetson Nano, un ordenador de una sola placa (Single-Board Computer o SBC) ideal para aplicaciones de visión por computador, inteligencia artificial, etc., y que permite al vehículo tener autonomía gracias al tratamiento de imágenes. Adicionalmente, el robot puede ser guiado manualmente a través de diferentes dispositivos como ordenadores o teléfonos móviles, mientras se observa la imagen en tiempo real que éste proporciona y otros datos de sensores en una interfaz gráfica de usuario. A fin de que el vehículo sea funcional, se realiza el diseño mecánico de su estructura, el diseño electrónico de los componentes que hacen posible su movimiento y percepción del entorno, y el diseño del software que le aporta la inteligencia necesaria para ser autónomo. Posteriormente, se realiza su construcción y la programación de una aplicación para comprobar su correcto funcionamiento. Finalmente, se observa que el vehículo puede tener múltiples aplicaciones en el ámbito de la educación y la investigación y que es una mejor propuesta que otras posibilidades que hay en el mercado. This document presents a Final Bachelor’s Degree Project where the design, building and programming of an autonomous vehicle are carried out, that is, a mobile robot capable of moving from one position to another without the need of being controlled in manual mode. The aforementioned vehicle is powered by the Jetson Nano, an ideal Single-Board Computer (SBC) for applications of computer vision, artificial intelligence, etc., and which allows the vehicle to have autonomy thanks to the image processing. Additionally, the robot may be guided manually from different devices such as computers or mobile phones, while the real time image that it provides and other sensors data are observed in a graphical user interface. In order for the vehicle to be functional, the mechanical design of its structure, the electronic design of the components that make possible its movement and environment perception, and the software design that provides its intelligence to be autonomous are carried out. Later, the robot is built and the programming of an application in order to test its correct behaviour is done. Finally, it has been observed that the vehicle can have multiple applications in the education and investigation areas and that it is a better proposal than other possibilities able in the market.

Trabajo fin de máster presentado en la Universidad Politécnica de Cataluña, Máster Universitario en Ingeniería Industrial, El present treball planteja l’estudi i anàlisi previ per a poder desenvolupar una aplicació per al monitoratge dels controladors de posició dels eixos que disposen la gran majoria dels sistemes de paletitzat de l’empresa d’ensacat i paletitzat “Técnicas Mecánicas Ilerdenses”. L’objectiu principal d’aquest estudi és marcar les línies mestres per a poder desenvolupar l’aplicació en un futur i que aquesta permeti extreure dades rellevants durant el funcionament dels controladors per tal de maximitzar el rendiment dels sistemes de paletitzat, a més, de poder dotar als programadors de l’empresa d’ una eina d’utilitat a l’hora de poder configurar aquests dispositius electrònics. En aquest treball s’exposa el hardware necessari per dur a terme aquesta aplicació, quins paràmetres es voldran monitorar, com configurar els diferents elements que formen el sistema de paletitzat i una possible interfície gràfica on poder visualitzar tota la informació descrita en el treball.

SiOcast es una empresa que posee un sistema único de inyección de termoplástico en molde de silicona. Es un sistema revolucionario en el mundo de las miniaturas ya que es muy diferente y ventajoso sobre los otros sistemas que hay actualmente en el mercado. SiOcast vende a sus clientes todas las herramientas y procedimientos para llevar a término este proceso, desde la silicona para hacer los moldes, como el portamoldes para crearlos, y hasta la máquina y la resina para inyectar los moldes, y con éste proyecto se pretende crear un post-proceso para esta lınea de trabajo. Actualmente este post-proceso es totalmente manual y la intención de este proyecto es introducir este post-proceso en la robotización y automatización. Para conseguirlo se quiere utilizar un robot de sobremesa para alimentar una guillotina que se tendrá que diseñar desde 0, ésta nos permitirá extraer la parte central de la inyectada, es decir el mayor residuo, para posteriormente poder tratar mejor las piezas resultantes de este proceso. Sobre el tratamiento de estas piezas también se hará un estudio de qué pasos se deberían dar para poder separar la pieza del punto de inyección y que ésta esté preparada para pasar el control de calidad, conteo y clasificaci´on para ser enviada al cliente final. Para alimentar el sistema de corte se ha elegido un robot de sobremesa de la marca Rotrics, el Dexarm, la guillotina se ha diseñado tal y como era la idea y el sistema ha funcionado bien aunque falta nivel de precisión y repetibilidad por parte del robot. El proyecto ha tenido un coste de 1.901,17€ más de 1200h de trabajo a 20€/h hacen un total de 25.901,17€ SiOcast is a company that owns a unique thermoplastic injection in silicone mold. It is a revolutionary system in the world of miniatures as it is very different and advantageous over other systems currently on the market. SiOcast sells to its customers all the tools and procedures to carry out this process, from the silicone to make the molds, such as the mold holder to create them, and to the machine and the resin to inject the molds, and this project aims to create a post-process for this line of work. Currently this post-process is completely manual and the intention of this project is to introduce this post-process to robotics and automation. In order to achieve this we want to use a desktop robot to feed a guillotine that must be designed from 0, this will allow us to extract the central part of the injected, the largest residue, to later be able to better treat the parts resulting from this process. On the treatment of these pieces will also do a study of what steps should be taken to separate the piece from the injection point and that it is ready to pass the quality control, counting and classification to be sent to the end customer. To feed the cutting system, a desktop robot from the Rotrics brand, the Dexarm, the guillotine has been designed as it was thought and the system worked but we need more precision and repetibility from the robot. The project has cost 1,901.17€ plus 1200 hours of work at 20€/h making a total of 25,901.17€. SiOcast es una empresa que posseeix un sistema únic d’injecció de termoplàstic en motlle de silicona. Es un sistema revolucionari en el mon de les miniatures ja que es molt diferent i ventatjós sobre els altres sistemes que hi ha actualment al mercat. SiOcast ven als seus clients totes les eines i procediments per a dur a terme aquest procés, des de la silicona per fer els motlles, com el porta-motlles per crear-los, i fins a la màquina i la resina per injectar els motlles, i amb aquest projecte es pretén crear un post-procés per aquesta línia de treball. Actualment aquest post-procés es totalment manual i la intenció d’aquest projecte es introduir aquest post-procés a la robotització i automatització. Per tal d’aconseguir-ho es vol utilitzar un robot de sobretaula per alimentar una guillotina que s’haurà de dissenyar des de 0, aquesta ens permetrà extreure la part central de la injectada, és a dir el residu mes gran, per posteriorment poder tractar millor les peces resultants d’aquest procés. Sobre el tractament d’aquestes peces també es farà un estudi de quins passos s’haurien de donar per poder separar la peça del punt d’injecció i que aquesta estigui preparada per passar el control de qualitat, comptatge i classificació per ja ser enviada al client final. Per alimentar el sistema de tall s’ha elegit un robot de sobre taula de la marca Rotrics, el Dexarm, la guillotina s’ha dissenyat tal i com era la idea i el sistema ha funcionat bé tot i que falta nivell de precisió i repetitibilitat per part del robot. El projecte ha tingut un cost de 1.901,17€ m´es 1200h de feina a 20€/h fan un total de 25.901,17€

Antenna array systems have a broad range of applications in radio frequency (RF) and ultra-wideband (UWB) communications to receive/transmit electromagnetic waves from/to the sky. They can enhance the amplitude of the input signals, steer beams electronically, and reject interferences thanks to beamforming technique. In an antenna array beamforming system, delay cells with the tunable capability of delay amount compensate the relative delay of signals received by antennas. In fact, each antenna almost acts individually depending upon time delaying effects on the input signals. As a result, the delay cells are the basic elements of the beamforming systems. For this purpose, novel active true time delay (TTD) cells suitable for RF antenna arrays have been presented in this thesis. These active delay cells are based on 1st- and 2nd-order all-pass filters (APFs) and achieve quite a flat gain and delay within up to 10-GHz frequency range. Various techniques such as phase linearity and delay tunability have been accomplished to improve the design and performance. The 1st-order APF has been designed for a frequency range of 5 GHz, showing desirable frequency responses and linearity which is comparable with the state-of-the-art. This 1st-order APF is able to convert into a 2nd-order APF via adding a grounded capacitor. A compact 2nd-order APF using an active inductor has been also designed and simulated for frequencies up to 10 GHz. The active inductor has been utilized to tune the amount of delay and to reduce the on-chip size of the filter. In order to validate the performance of the delay cells, two UWB four-channel timed array beamforming receivers realized by the active TTD cells have been proposed. Each antenna channel exploits digitally controllable gain and delay on the input signal and demonstrates desirable gain and delay resolutions. The beamforming receivers have been designed for different UWB applications depending on their operating frequency ranges (that is, 3-5 and 3.1-10.6 GHz), and thus they have different system requirements and specifications. All the circuits and topologies presented in this dissertation have been designed in standard 180-nm CMOS technologies, featuring a unity gain frequency ( ft) up to 60 GHz. Els sistemes matricials d’antenes tenen una àmplia gamma d’aplicacions en radiofreqüència (RF) i comunicacions de banda ultraampla (UWB) per rebre i transmetre ones electromagnètics. Poden millorar l’amplitud dels senyals d’entrada rebuts, dirigir els feixos electrònicament i rebutjar les interferències gràcies a la tècnica de formació de feixos (beamforming). En un sistema beamforming de matriu d’antenes, les cèl·lules de retard amb capacitat ajustable del retard, compensen aquest retard relatiu dels senyals rebuts per les diferents antenes. De fet, cada antena gairebé actua individualment depenent dels efectes de retard de temps sobre el senyals d’entrada. Com a resultat, les cel·les de retard són els elements bàsics en el disseny dels actuals sistemes beamforming. Amb aquest propòsit, en aquesta tesi es presenten noves cèl·lules actives de retard en temps real (TTD, true time delay) adequades per a matrius d’antenes de RF. Aquestes cèl·lules de retard actives es basen en cèl·lules de primer i segon ordre passa-tot (APF), i aconsegueixen un guany i un retard força plans, en el rang de freqüència de fins a 10 GHz. Diverses tècniques com ara la linealitat de fase i la sintonització del retard s’han aconseguit per millorar el disseny i el rendiment. La cèl·lula APF de primer ordre s’ha dissenyat per a un rang de freqüències de fins a 5 GHz, mostrant unes respostes freqüencials i linealitat que són comparables amb l’estat de l’art actual. Aquestes cèl·lules APF de primer ordre es poden convertir en un APF de segon ordre afegint un condensador més connectat a massa. També s’ha dissenyat un APF compacte de segon ordre que utilitza una emulació d’inductor actiu per a freqüències de treball de fins a 10 GHz. S’ha utilitzat l'inductor actiu per ajustar la quantitat de retard introduït i reduir les dimensions del filtre al xip. Per validar les prestacions de les cel·les de retard propostes, s’han proposat dos receptors beamforming basats en matrius d’antenes de 4 canals, realitzats por cèl·lules TTD actives. Cada canal d’antena aprofita el guany i el retard controlables digitalment aplicats al senyal d’entrada, i demostra resolucions de guany i retard desitjables. Els receptors beamforming s’han dissenyat per a diferents aplicacions UWB segons els seus rangs de freqüències de funcionament (en aquest cas, 3-5 i 3,1-10,6 GHz) i, per tant, tenen diferents requisits i especificacions de disseny del sistema. Tots els circuits i topologies presentats en aquesta tesi s’han dissenyat en tecnologies CMOS estàndards de 180 nm, amb una freqüència de guany unitari (ft) de fins a 60 GHz. Enginyeria Electrònica

Esta memoria forma parte del desarrollo del Proyecto Clothilde H2020 del IRI, manipulación robótica de tela. En primer lugar, se programan movimientos básicos para el simulador por deformación isométrica de Clothilde. Estos movimientos permiten elaborar movimientos más complejos de interés industrial. En segundo lugar, aborda el problema de descripción del estado de la tela. Se expone una manera de describir el estado de la tela mediante invariantes y se desarrolla un algoritmo para calcular el invariante del sastre (original del proyecto Clothilde) y se aplica al cálculo de este invariante y su evolución a lo largo de los movimientos básicos desarrollados.

En aquest projecte s’ha estudiat, dissenyat i simulat una sèrie d’antenes del tipus dipol destinades a funcionar sobre la banda ISM a 2,45 GHz. L’objectiu del projecte serà arribar a dissenyar una antena totalment funcional amb el software CST Studio Suite 3D EM. Aquesta antena és dissenya sobre un substrat tèxtil amb l’objectiu de ser un wearable per poder obtenir dades entre la respiració superficial i profunda d’un model humà. A més, s’han realitzat totes les simulacions necessàries per tal d’assegurar la funcionalitat i poder assegurar-ne la seguretat d’aquesta obtenint les tasses d’absorció en el cos humà (SAR). Per últim, es farà la comparació de tots els dissenys funcionals obtinguts per observar quins canvis hi ha en funció de l’antena. A dia d’avui, la tecnologia wearable la trobem molt present i en un futur promet ser tota una revolució. És més, pel que fa les antenes tèxtils la majoria estan en fase d’investigació, tot i que hi ha algun model comercial, el ventall que trobem en el mercat és reduït

Este documento, que contiene el trabajo de final de grado, consiste en el estudio e implementación de un coche autónomo, el cual es capaz de circular mediante el procesado de imágenes de manera autónoma por una pista cerrada delimitada por dos líneas que definen el carril del circuito. Para llevar a cabo el objetivo, se ha investigado diferentes opciones para el procesado de imagen, así como los componentes necesarios para el montaje y sus respectivas interconexiones. Simplificando, el proyecto consiste en captar las líneas de color verde que forman la pista mediante una cámara para que, de manera autónoma, se analicen y el vehículo tome sus propias decisiones en función de los parámetros obtenidos. En este proyecto se ha decidido utilizar la placa Raspberry Pi 3 Model B+ junto al software Simulink® de MATLAB® para el procesado de imágenes. La conexión se realiza mediante WIFI, por lo que se optimiza de manera significativa la comunicación entre el software y la placa. Aquest document, que conté el treball de final de grau, consisteix en l'estudi i implementació d'un cotxe autònom, el qual és capaç de circular mitjançant el processament d'imatges de manera autònoma per una pista tancada delimitada per dues línies que defineixen el carril del circuit. Per a dur a terme l'objectiu, s'ha investigat diferents opcions per al processament d'imatge, així com els components necessaris per al muntatge i les seves respectives interconnexions. Simplificant, el projecte consisteix a captar les línies de color verd que formen la pista mitjançant una càmera perquè, de manera autònoma, s'analitzin i el vehicle prengui les seves pròpies decisions en funció dels paràmetres obtinguts. En aquest projecte s'ha decidit utilitzar la placa Raspberry Pi 3 Model B+ junt el software Simulink® de MATLAB® per al processament d'imatges. La connexió es realitza mitjançant WIFI, per la qual cosa s'optimitza de manera significativa la comunicació entre el programari i la placa. This document, which contains the final degree project, consists of the study and implementation of an autonomous car, which is able to circulate autonomously through image processing on a closed track delimited by two lines that define the lane of the circuit. To carry out the objective, different options for image processing have been investigated as well as the components necessary for assembly and their respective interconnections. Simplifying, the project consists of capturing the green lines that form the lane by a camara so that they are analysed autonomously and the vehicle makes its own decisions based on the parameters obtained. In this project it has been decided to use the Raspberry Pi 3 Model B+ board together with the MATLAB® Simulink® software for image processing. The connection takes place by WIFI, so the communication between the software and the board is significantly optimized.

El futur de la nostra societat apunta a la realització de somnis que generacions anteriors tenien present sobre la autonomia dels vehicles mòbils. Els avenços tecnològics actuals proporcionen unes eines capaces de poder “substituir” a les persones i oferir respostes similars a les que donen les capacitats cognitives humanes. De manera general, es presenta el disseny, implementació i control d’un vehicle autònom mitjançant una placa Raspberry Pi 4 Model B i Python (amb les consegüents llibreries que proporciona) com a llenguatge de programació. La clau d’aquest projecte recau en l’ús de l’aplicació de ROS (Robotic Operating System) com a organitzadora dels diferents processos de control. ROS és un sistema de desenvolupament de software per a robots el qual serà introduït al llarg d’aquest document, juntament amb els avantatges que proporciona dins de la consecució de l’objectiu d’aquest projecte. Les diferents funcions incorporades al vehicle utilitzat són el seguiment autònom de carril, a més de la detecció i identificació de diversos senyals de trànsit, tot això mitjançant el processament amb OpenCV de les imatges capturades a partir de dues càmeres situades a la part superior de la cabina de l’automòbil i al lateral del vehicle. De manera independent i separada, s’incorpora el control manual de l’automòbil a partir d’un comandament bluetooth extern. El futuro de nuestra sociedad apunta a la realización de sueños que generaciones anteriores tenían presentes sobre la autonomía de los vehículos móviles. Los actuales avances tecnológicos proporcionan unas herramientas capaces de poder “sustituir” a las personas y ofrecer respuestas similares a las que dan las capacidades cognitivas humanas. De forma general, se presenta el diseño, implementación y control de un vehículo autónomo mediante una placa Raspberry Pi 4 Model B y Python (con las consecuentes librerías que proporciona) como lenguaje de programación. La clave de este proyecto recae en el uso de la aplicación de ROS (Robotic Operating System) como organizador de los diferentes procesos de control. ROS es un sistema de desarrollo de software para robots el cual será introducido a lo largo de este documento, junto a las ventajas que proporciona dentro de la consecución del objetivo de este proyecto. Las diferentes funciones incorporadas en el vehículo utilizado son el seguimiento autónomo de carril, además de la detección e identificación de diversas señales de tráfico, todo ello mediante el procesamiento con OpenCV de las imágenes capturadas a partir de dos cámaras situadas en la parte superior de la cabina del automóvil i en el lateral del vehículo. De forma independiente y separada, se incorpora el control manual de automóvil a partir de un mando bluetooth externo. The future of our society points to the realization of dreams that previous generations had in mind about the autonomy of mobile vehicles. Current technological advances provide tools capable of being able to “replace” people and offer answers similar to those given by human cognitive abilities. In general, the design, implementation and control of an autonomous vehicle is presented using a Raspberry Pi 4 Model B board and Python (with the consequent libraries it provides) as the programming language. The key to this project lies in the use of the ROS (Robotic Operating System) application as the organizer of the different control processes. ROS is a development software system used for robots which will be introduced throughout this document, along with the advantages it provides within the achievement of the goal of this project. The different functions incorporated in the used vehicle are the autonomous lane tracking, in addition to the detection and identification of various traffic signals, all through the processing with OpenCV of the images captured from two cameras located at the top of the cabin of the car and on the side of the vehicle. Independently and separately, manual control of the car is incorporated from an external bluetooth controller.

En aquest projecte, es realitza la programació i configuració de la centraleta principal d’un vehicle Formula Student amb la finalitat de consolidar la comunicació interna del sistema. Altrament, a la consolidació de la comunicació, s’han implementat noves funcions a la centraleta, dissenyat la interfície on observar el valor dels senyals en temps real i codificat les simulacions del comportament de les centraletes del vehicle. La centraleta implementada en el vehicle, la qual ha estat programada, és el mòdul ETAS_ES910.3A, que va ser obtinguda gràcies a la col·laboració entre l’empresa ETAS i l’equip e-Tech Racing. L’ETAS_ES910.3A és un mòdul que està habilitat per a comunicar-se mitjançant diferents protocols, com són el LIN i el CAN. Gràcies a la implementació del mòdul en el sistema intern del vehicle, es pot controlar la comunicació entre totes les centraletes implementades. Per altra banda, per a la programació i configuració del mòdul, s’empren tres programes els quals són el Simulink, l’INTECRIO i el CANoe. No obstant, a causa dels errors generats en la programació del mòdul en les temporades passades, van aparèixer múltiples problemes en la comunicació interna del vehicle. És per això, que en aquest projecte s’han dut a terme les modificacions necessàries en la configuració i programa del mòdul. A més a més, també s’ha fet el disseny i programació de les interfícies a emprar per a la comprovació del funcionament del sistema intern. En este proyecto, se realiza la configuración y programación de la centralita principal de un vehículo de Formula Student, con la finalidad de consolidar la comunicación interna del sistema. A parte de esta consolidación, se han aplicado nuevas funciones a la centralita, diseñado la interfaz con la que observar el valor de las señales en tiempo real y codificado las simulaciones de las centralitas implementadas en el vehículo. La centralita implementada en el sistema del vehículo, la cual ha sido programada, es el modulo ETAS_ ES910.3A, que se adquirió gracias a la colaboración entre la empresa ETAS y el equipo e-Tech Racing. La ETAS_ES910.3A es un módulo que está habilitado para comunicarse mediante distintos protocolos, como son el LIN y el CAN. Gracias a la implementación del módulo en el sistema interno del vehículo, se puede controlar la comunicación entre las centralitas. Por otro lado, para la programación y configuración del módulo en su totalidad, se utilizan tres programas que son el Simulink, el INTECRIO y el CANoe. No obstante, debido a los errores generados en la programación del módulo en temporadas pasadas, aparecieron múltiples problemas en la comunicación interna del vehículo. Es por esto, que en este proyecto se han realizado las modificaciones necesarias en la configuración y programación del módulo. Además, también se ha hecho el diseño y programación de las interfaces a utilizar para la comprobación del funcionamiento del sistema interno. In this project, the configuration and programming of the main control unit have been done, with the main goal to consolidate the system’s internal communication. However this consolidation, new functions have been implemented in the main control unit, the interface where it can be seen the signals’ value in real time has been designed and the simulations of the control units behavior implemented in the vehicle have been codified. The main control unit implemented in the vehicle’s System is the ETAS_ES910.3A module, which was obtained due the relationship between ETAS and the team e-Tech Racing. The ETAS_ES910.3A is a module which is habilitated to communicate in different kind of protocols, as are LIN and CAN. Due to the module implementation in the internal system of the vehicle, the communication between the control units can be controlled. On the other hand, for the programming and configuration of the module in its totality, three programs had been used, which are the Simulink, INTECRIO and CANoe. Nonetheless, due to the errors generated in past seasons in the module’s programming appeared multiple issues in the internal communication of the vehicle. Therefore, the required modifications in the configuration and program of the module had been done. Moreover, the design and programming of the interfaces used to assure the correct operation of the internal system had been made.

In a world where everything is being digital, electronics and software are becoming more and more important. One of the sectors that has had to face this reality is the automobile industry. In this context, continuous increase of automotive electronics and embedded SW complexity poses a challenge to traditional integration strategies based on real deployment environments. The need of being able to test software and system integration in a deterministic and repeatable manner, requires moving these test activities into controlled environments. Hardware-in-the-loop (HIL) systems are specifically aimed at this purpose: create a controlled environment for the electronics under test, to conveniently emulate ECU sensors/actuators. In this project, a HIL system will be used for SW and System integration activities of an ECU. For this matter, the electronics interfaces will be emulated by the HIL system and controlled using model-based design techniques. This methodology will allow the emulation of the system plant behavior, constructing an automated, deterministic, and reliable test environment for the ECU. However, first the Integration Test Procedure will be described and implemented with the tools used before the existence of HIL systems. En un mundo en el que todo se está digitalizando, la electrónica y el software están cogiendo cada vez más fuerza. Uno de los sectores que ha tenido que hacer frente a esta realidad es el del automóvil. En este sentido, el aumento continuo de la electrónica del automóvil y de la complejidad del software integrado supone un reto para las estrategias tradicionales de integración, que se basaban en entornos reales de desarrollo. La necesidad de poder probar el software y la integración de los sistemas de una forma determinista y repetible exige trasladar estos tests a entornos controlados. Los sistemas "Hardware-in-the-loop" (HIL) están específicamente dirigidos a este propósito: crear un entorno controlado para la electrónica que va a ser testeada, para emular convenientemente los sensores/actuadores de la ECU. En este proyecto se utilizará un sistema HIL para las actividades de integración del SW y del sistema de una ECU. Para eso, las interfícies de la electrónica serán emuladas por un sistema HIL y controladas mediante técnicas de diseño basadas en modelos. Esta metodología permitirá emular el comportamiento de la planta del sistema, construyendo un entorno de pruebas automatizado, determinista y fiable para la ECU. Antes pero, describiremos el Integration Test Procedure e implementaremos con las herramientas utilizadas antes de la existencia de los sistemas HIL. En un món on tot s'està digitalitzant, l'electrònica i el software estan agafant cada cop més força. Un dels sectors que ha hagut d'afrontar aquesta realitat és el de l'automòbil. En aquest sentit, l'augment continu de l'electrònica de l'automòbil i de la complexitat del software integrat suposa un repte per les estrategies tradicionals d'integració, que estaven basades en entorns reals de desenvolupament. La necessitat de poder provar el software i la integració de sistemes de forma determinista i repetible exigeix traslladar aquests testos a entorns controlats. Els sistemes "Hardware-in-the-loop" (HIL) estan específicament dirigits per aquest propòsit: crear un entorn controlat per a l'electrònica que serà testejada, per emular convenentment els sensors/actuadors de la ECU. En aquest projecte s'utilitzarà un sistema HIL per a les activitats d'integració del SW i del sistema d'una ECU. Per tal, les interfícies de l'electrònica seran emulades pel sistema HIL i controlades mitjançant tècniques de disseny basades en models. Aquesta metodologia permetrà emular el comportament de la planta del sistema, construint un entorn de proves automatizat, determinista i fiable per la ECU. Abans però, descriurem l'Integration Test Procedure i l'implementarem amb les eines utilitzades abans de l'existència dels sistemes HIL.

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.

El projecte es basa en l’automatització d’un tren de rentat de cotxes, el qual està compost per una sèrie d’etapes com poden ser netejat, encerat i assecat del vehicle. El rentat de cotxes, el qual està ubicat a Ripoll, actualment té una lògica cablejada i està compost per una sèrie d’actuadors i sensors els quals es mantindran en el disseny per tal d’estalviar costos. L’objectiu del treball és en primer lloc fer un anàlisi del rentat de cotxes actual, posteriorment fer un disseny en el qual es proposa que el sistema estigui supervisat i controlat per un controlador lògic programable (PLC) i una pantalla d’interfície home màquina (HMI) i finalment validar aquest disseny mitjançant unes proves i/o testos. El material d’automatització que s’ha utilitzat és del fabricant SIEMENS. El sistema desenvolupat compleix amb els requisits actuals del rentat i a més a més aporta algunes millores com poden ser la detecció d’avaries, o el control i supervisió des d’una pantalla. El proyecto se basa en la automatización de un tren de lavado de coches, el cual está compuesto por una serie de etapas como pueden ser la limpieza, encerado y secado del vehículo. El lavado de coches, el cual está ubicado en Ripoll, actualmente tiene una lógica cableada y está compuesto por una serie de actuadores y sensores los cuales se mantendrán en el diseño para ahorrar costes. El objetivo del trabajo es en primer lugar realizar un análisis del lavado de coches actual, posteriormente hacer un diseño en el cual se propone que el sistema esté supervisado y controlado por un controlador lógico programable (PLC) y una pantalla de interface hombre máquina (HMI) y finalmente validar este diseño mediante unas pruebas. El material de automatización usado es del fabricante SIEMENS. El sistema desarrollado cumple con los requisitos del lavado de coches actual y además aporta algunas mejoras como pueden ser la detección de averías, o el control y supervisión desde una pantalla. The project is based on the automation of a carwash, which is made up of a series of stages such as cleaning, waxing and drying the vehicle. The car wash, which is located in Ripoll, currently has a hardwired logic and is made up of a series of actuators and sensors which will remain in the design to save costs. The first objective of the project is to carry out an analysis of the current carwash, then to make a design in which it is proposed that the system will be supervised and controlled by a programmable logic controller (PLC) and a human machine interface screen (HMI) and finally validate this design through some tests. The automation material used is from the manufacturer SIEMENS. The developed system meets the requirements of the current carwash and also provides some improvements such as fault detection, or control and supervision from a screen.

En aquest projecte s'explica com realitzar la programació i la integració d'un controlador lògic programable (PLC), una pantalla HMI (Interfície humà-màquina) i un sistema SCADA (Supervisió, Control i Adquisició de Dades). D'altra banda, també s'implementarà un variador de freqüència amb un motor elèctric. A mode d’exemple, s'ha dissenyat i implementat l'automatització d’una màquina barrejadora industrial. Tots els components físics d'automatització industrial amb què s'ha treballat són del fabricant Allen-Bradley (Rockwell Automation). Pel que fa al PLC, es tracta d'un Compact GuardLogix 5380, la pantalla és una HMI PanelView 5510 de 7 polzades i el variador de freqüència un PowerFlex 525. Tant la programació del PLC com de l'HMI s'han realitzat dins del portal Studio 5000, on s'han utilitzat els softwares de programació Logix Designer i View Designer, respectivament. Per poder simular el procés s'ha creat un sistema SCADA desenvolupat a la plataforma InTouch de Wonderware on es representarà la planta barrejadora. Les comunicacions utilitzades al projecte han estat EtherNet/IP i DDE, les quals han estat configurades mitjançant el software RSLinx de Rockwell. En el presente proyecto se explica cómo realizar la programación e integración de un controlador lógico programable (PLC), una pantalla HMI (Interfaz humano-máquina) y un sistema SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos). Por otro lado, también se implementará un variador de frecuencia junto con un motor eléctrico. A modo de ejemplo, se ha diseñado e implementado la automatización de una máquina mezcladora industrial. Todos los componentes físicos de automatización industrial con los que se ha trabajado son del fabricante Allen-Bradley (Rockwell Automation). En cuanto al PLC, se trata de un Compact GuardLogix 5380, la pantalla es una HMI PanelView 5510 de 7 pulgadas y el variador de frecuencia un PowerFlex 525. Tanto la programación del PLC como de la HMI se ha realizado dentro del portal Studio 5000, dónde se han utilizado los softwares de programación Logix Designer y View Designer, respectivamente. Para poder simular el proceso se ha creado un sistema SCADA desarrollado en la plataforma InTouch de Wonderware dónde se representará la planta mezcladora. Las comunicaciones utilizadas en el proyecto han sido EtherNet/IP y DDE, las cuáles han sido configuradas mediante el software RSLinx de Rockwell. This project explains how to program and integrate a programmable logic controller (PLC), an HMI display (Human-Machine Interface) and a SCADA system (Supervision, Control and Data Acquisition). A variable frequency drive will also be implemented together with an electric motor. As an example, the automation of an industrial mixing machine has been designed and implemented. All the physical components of industrial automation that have been used are from the manufacturer Allen-Bradley (Rockwell Automation). In terms of PLC, it is a Compact GuardLogix 5380, the display is a 7-inch PanelView 5510 HMI and the VFD a PowerFlex 525. The PLC and the HMI programming has been carried out within the Studio 5000 portal, where the programming software Logix Designer and View Designer have been used, respectively. In order to simulate the process, a SCADA system has been created and developed on Wonderware's InTouch platform, where the mixing plant will be represented. The protocols of communication EtherNet / IP and DDE have been used in the project. Both of them have been configured using Rockwell's RSLinx software.

L’automatització industrial empra sovint tecnologies per a controlar i monitorar els processos, equips i màquines industrials de tasques repetitives. Aquesta disminueix els costos de producció utilitzant robots, equips mecànics i sensors, tenint com a principals objectius reduir falles, reduir els terminis de lliurament, augmentar la traçabilitat de la línia i minimitzar el temps de retorn dels costos de l’inversió. Aquest projecte consisteix en el disseny, programació i simulació d’una planta per automatitzar la fabricació de motlles. L’identificació dels lots s’executa amb tecnologia RFID (Identificació per Radio Freqüència), uns dispositius que transmeten informació per radiofreqüència. El PLC (Controlador Lògic Programable) i la pantalla HMI (Interfície entre una persona i una Màquina) es programen amb TIA Portal de Siemens y per a la simulació de l’escena s’utilitza Factory I/O. La cel·la robòtica composada pel conjunt robot - CNC (Control Numèric per Computadora) de la simulació es realitza de manera física amb el robot UR10e d’Universal Robots. Primerament, en aquest projecte es descriuen de manera general els programes, dispositius i elements utilitzats. En segon lloc, s’expliquen els processos seguits per a realitzar les connexions entre els programes utilitzats. En tercer lloc, es descriu el funcionament de la planta i la pantalla HMI. En quart lloc, es tracten els GRAFCET (diagrama de control amb etapes i transicions) i les programacions realitzades per al PLC i el robot UR10e. Finalment, es descriuen breument els principals protocols de comunicació en l’indústria. Per acabar, es realitza un anàlisi hipotètic del impacte ambiental que suposaria el projecte i un estudi del pressupost general dels diferents components que conformen el sistema. La automatización industrial a menudo emplea tecnologías para controlar y monitorear los procesos, equipos y máquinas industriales de tareas repetitivas. Esta disminuye los costes de producción utilizando robots, equipos mecánicos y sensores. Los objetivos principales son reducir las fallas, reducir los plazos de entrega, aumentar la trazabilidad de la línea y minimizar el tiempo de retorno de los costes de la inversión. Este proyecto consiste en el diseño, programación y simulación de una planta para automatizar la fabricación de moldes. La identificación de los lotes se ejecuta con tecnología RFID (Identificación por Radio Frecuencia), unos dispositivos que transmiten información por radiofrecuencia. El PLC (Controlador Lógico Programable) y la pantalla HMI (Interfaz entre una persona y una Máquina) se programan con TIA Portal de Siemens y para la simulación de la escena se utiliza Factory I/O. La celda robótica compuesta por el conjunto robot - CNC (Control Numérico por Computadora) de la simulación se realiza de manera física con el robot UR10e de Universal Robots. En primer lugar, en este proyecto se describen de forma general los programas, dispositivos y elementos que se utilizan. En segundo lugar, se explican los procesos seguidos para realizar las conexiones entre los programas utilizados. En tercer lugar, se describe el funcionamiento de la planta y la pantalla HMI. En cuarto lugar, se tratan los GRAFCET (diagrama de control con etapas y transiciones) y las programaciones realizadas para el PLC y el robot UR10e. Finalmente, se describen brevemente los principales protocolos de comunicación en la industria. Para acabar, se realiza un análisis hipotético del impacto ambiental que supondría el proyecto y un estudio del presupuesto general de los diferentes componentes que conforman el sistema. Industrial automation uses technology to control and monitor industrial processes, equipment and industrial machines that often performs repetitive tasks. This results on the decrement of production costs by the use of robots, mechanical devices and sensors. The fundamental objective of this technology is the downsizing delivery times, the lead times and the increasing of line traceability. This project consists on the design, program and simulation of a factory to automate the molds manufacture. Batches are identified using RFID technology (Radio Frequency IDentification), which information is transmitted through radio frequency. The PLC (Programmable Logic Controller) and HMI (Human Machine Interface) are programmed using Siemens TIA Portal and Factory I/O is used for scene simulation. The robotic cell composed of the set of robot - CNC system (Computer Numerical Control) of the simulation is performed physically by making use of Universal Robots UR10e robot. The first part of this project describes from a wide-ranging perspective the software, hardware, and items used. The second part is dedicated to the explanation of the procedure which were followed to make the connections between the programs used. The third part is set aside to the description of the plant operations and the HMI screen system. The fourth part the GRAFCET (control scheme with steps and transitions) and the programming performed for both PLC and the UR10e robot are exposed. Finally, the foremost communication protocols in the industry are briefly described. In conclusion, the hypothetical analysis of the environmental impact that the project would entail is carried out and the study of the general budget of the different components that structure the system.

The energy performance of a building located in La Roca del Vallès, close to Barcelona in Spain designed under the near Zero Energy Building (nZEB) and Net Zero Energy Building (NZEB) criteria was investigated. The aim was to introduce entropy generation rate as a magnitude to describe energy efficiency in buildings. This was achieved by studying the energy and entropy balances using a commercial energy performance simulation software for different scenarios proposing different efficiency conditions. The annual energy and entropy flow balances cancel. Entropy generation was due to heat losses through the envelope, sun irradiance, appliances, lighting and occupation of the building. The building designed following nZEB criteria was compared with the same building with poorer energy performance. The first one generated 45,834 kJ K-1 while the second one generated 79,985 kJ K-1. This is an important result because with a single magnitude, entropy generation, we combine the impact of all energy transformations taking place in the building. Sun irradiance is found to be the most important entropy generation source: a building with sun irradiance can generate nearly 3.4 times more entropy than a shadowed building. Finally, we evaluated the generated entropy ratio between the transferred entropy to the environment in terms of Gouy-Stodola theorem and the cumulated entropy that contributes to building degradation. Although cumulated degradation entropy is well below the threshold of building collapse, practical degradation effects in the building were shown. Peer Reviewed Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant

Compared to their predecessors, the next generations of aircrafts will be more electrified, require more electrical power and operate at higher voltage levels to meet strict weight and volume constraints. The combined effect of low-pressure environments, increased voltage levels and compact designs intensifies the risks of premature insulation degradation due to electrical discharge activity. This paper studies the resistance to surface discharges of PTFE (polytetrafluoroethylene) and ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), two insulation materials widely used in today’s aircraft wiring systems due to their outstanding properties, such as a wide temperature operation range and a high dielectric strength. The study is carried out in a low-pressure chamber, which was pressurized within the pressure range of 10–100 kPa that includes most aircraft applications. There is a compelling need for experimental data to assess the resistance of insulation materials to surface discharges at a very early stage as a function of the environmental pressure. Data on resistance to surface discharges in low-pressure environments for aeronautical applications are lacking, while most standards for insulation systems are based on tests under standard pressure conditions. The results provided in this work can be useful to design wiring systems for future more electric aircrafts, as well as to design fault detection systems for an early detection and identification of faults related to surface discharges. Therefore, the data and analysis included in this paper could be of great interest to design and develop insulation systems for wiring systems and standard assessment methods, as well as to design fault detection strategies for the early detection and identification of surface discharges for future generations of more electric aircrafts. This research was partially funded by the Ministerio de Ciencia e Innovación de España, grant number PID2020‐114240RB‐I00 and by the Generalitat de Catalunya, grant number 2017 SGR 967.

El proyecto general consiste en el desarrollo de una aplicación para dos sistemas diferentes: Android y Windows. Esta aplicación tiene una función general que emplea varios tipos de comunicación y un hardware especifico desarrollado previamente. Dicho hardware consistía en un guante inteligente, que implementa varios tipos de sensores y una placa con comunicación Bluetooth low energy. Originalmente dicho hardware se desarrolló para la creación de aplicaciones medias, pero en este proyecto se ha utilizado para la creación de una aplicación de reconocimiento de gestos y de escritura de texto. Es decir, la aplicación se conecta mediante conexión BLE (Bluetooth low energy) al guante y reconoce los gestos que la persona está haciendo con el dispositivo, para después asignar diferentes caracteres a distintos gestos y poder escribir texto. Al mismo tiempo la aplicación utiliza una base de datos de internet (Firebase) para poder definir los caracteres a reconocer, así como para comunicarse con otros dispositivos que estén ejecutando la aplicación. Para el desarrollo de las aplicaciones se ha utilizado por un lado la herramienta Mit App Inventor (MAI) para la programación Android. Y por otro lado el lenguaje de programación Python y la herramienta “Designer” para la versión de PC (Windows). El projecte general consisteix en desenvolupar una aplicació per a dos sistemes diferents: Android i Windows. Aquesta aplicació té una funció general que utilitza diversos tipus de comunicació i un maquinari específic desenvolupat prèviament. Aquest maquinari consistia en un guant intel·ligent, que implementa diversos tipus de sensors i una placa amb comunicació bluetooth low energy. Originalment aquest dispositiu es va desenvolupar per a la creació d'aplicacions mitjanes, però en aquest projecte s'ha utilitzat per crear una aplicació de reconeixement de gestos i d'escriptura de text. És a dir, l'aplicació es connecta mitjançant connexió BLE (bluetooth low energy) al guant i reconeix els gestos que la persona fa amb el dispositiu, per després assignar diferents caràcters a diferents gestos i poder escriure text. Al mateix temps, l'aplicació utilitza una base de dades d'internet (Firebase) per poder definir els caràcters a reconèixer, així com per comunicar-se amb altres dispositius que estiguin executant l'aplicació. Per al desenvolupament de les aplicacions s'ha fet servir d'una banda l'eina Mit App Inventor (MAI) per a la programació Android. I per altra banda el llenguatge de programació Python i l'eina “Designer” per a la versió de PC (Windows). The overall project consists of the development of an application for two different systems: Android and Windows. This application has a general function that uses several types of communication and a specific hardware previously developed. This hardware consisted of a smart glove, which implements various types of sensors and a board with bluetooth low energy communication. This hardware was originally developed for the creation of average applications, but in this project it has been used for the creation of a gesture recognition and text writing application. In other words, the application connects via a BLE (Bluetooth low energy) connection to the glove and recognises the gestures that the person is making with the device, and then assigns different characters to different gestures in order to be able to write text. At the same time, the application uses an internet database (Firebase) to be able to define the characters to be recognised, as well as to communicate with other devices that are running the application. For the development of the applications, the Mit App Inventor (MAI) tool for Android programming has been used on the one hand. On the other hand, the Python programming language and the "Designer" tool for the PC version (Windows).

El present treball realitzat a les instal·lacions i laboratoris de l’empresa Applus Laboratorios te com a objectiu la creació i disseny d’un banc de simulació de vehicle elèctric de forma que es puguin realitzar una sèrie de tests de manera automàtica per posteriorment omplir i emetre un informe de certificació. Aquesta necessitat ve donada per l’actualització de l’Annex A de la norma IEC 61851-1 Part 1: Requeriments Generals. Aquest nou Annex presenta una sèrie de tests i valors llindars amb els quals ha de complir el carregador elèctric per obtenir la certificació. El banc dissenyat en aquest treball permet realitzar aquests tests, així com l’automatització del procés, permetent realitzar mes avaluacions en menys temps. El treball presenta una introducció al mon dels equips de carga per a vehicles elèctrics y les normes que apareixen al llarg del treball. Seguidament entra en detall en el disseny del banc i la validació del mateix per a poder ser utilitzat en els laboratoris de certificació, finalment es fa una breu simulació de com aniria el procés de validació si un client real presentes un carregador per a ser certificat. El presente trabajo realizado en las instalaciones y laboratorios de la empresa Applus Laboratorios tiene como objetivo la creación y diseño de un banco de simulación de vehículo eléctrico de forma que se puedan realizar una serie de test automáticamente para posteriormente llenar y emitir un informe de certificación. Esta necesidad viene dada por la actualización del Anexo A de la norma IEC 61851-1 Parte 1: Requerimientos Generales. Este nuevo Anexo presenta una serie de test y valores umbrales con los que debe cumplir el cargador eléctrico para obtener la certificación. El banco diseñado en este trabajo permite realizar estos test, así como la automatización del proceso, permitiendo realizar más evaluaciones en menos tiempo. El trabajo presenta una introducción en el mundo de los equipos de carga para vehículos eléctricos y las normas que aparecen a lo largo del trabajo. Seguidamente entra en detalle en el diseño del banco y la validación del mismo para poder ser utilizado en los laboratorios de certificación, finalmente se realiza una breve simulación de cómo iría el proceso de validación si un cliente real presentase un cargador para ser certificado. The objective of this work carried out in the facilities and laboratories of the Applus Laboratories company is to create and design an electric vehicle simulation bench so that a series of tests can be carried out automatically to later fill out and issue a certification report. This need is given by the update of Annex A of the standard IEC 61851-1 Part 1: General Requirements. The new Annex presents a series of tests and threshold values that the electric charger must comply with in order to obtain certification. The bench designed in this work allows these tests to be carried out, as well as the automation of the process, allowing more evaluations to be carried out in less time. The study presents an introduction to the world of charging equipment for electric vehicles and the standards that apply. This study also provides a detail of the design of the bank and its validation to be used in the certification laboratories, finally a brief simulation of how the validation process would go if a real client presented a charger to be certified.

Aquesta memòria recull el projecte executiu de les instal·lacions d’una botiga coneguda com showroom a la ciutat d’Oslo realitzat per l’alumne a l’empresa GroupG4. El local té tres plantes amb diverses zones dirigides a diferents activitats com la venda d’articles de roba o l’exposició dels vehicles de la marca. Els dissenys realitzats en aquest projecte cobreixen tots els requeriments tant legals com a demanda del client. Es poden trobar descripcions dels programes utilitzats, del disseny dut a terme, plànols de les instal·lacions i de l’arquitectura del local. La part més detallada del disseny és l’estudi elèctric i de potència de la instal·lació. Es presenta en aquesta memòria un càlcul de la potència de cada element, la seva assignació de línies, el disseny del esquema unifilar des de el quadre elèctric principal fins a cada dispositiu i detalls sobre aquests. Altres parts a destacar són el disseny del sistema de detecció contra incendis i el modelatge 3D de l’arquitectura i del sistema de clima i ventilació que s’ha fet per justificar la instal·lació d’aquests elements a causa del poc espai de fals sostre del local. Per dur a terme el projecte s’han utilitzat programes com DMELECT, AutoCAD i AutoCAD MEP, tots aplicacions de disseny d’instal·lacions i d’arquitectura. Esta memoria recoge el proyecto ejecutivo de las instalaciones de una tienda conocida como showroom en la ciudad de Oslo realizado por el alumno a la empresa GroupG4. El local tiene tres plantas con varias zonas dirigidas a diferentes actividades como la venta de artículos de ropa o la exposición de los vehículos de la marca. Los diseños realizados en este proyecto cubren todos los requerimientos tanto legales como a demanda del cliente. Se pueden encontrar descripciones de los programas utilizados, del diseño llevado a cabo, planos de las instalaciones y de la arquitectura del local. La parte más detallada del diseño es el estudio eléctrico y de potencia de la instalación. Se presenta en esta memoria un cálculo de la potencia de cada elemento, su asignación de líneas, el diseño del esquema unifilar desde el cuadro eléctrico principal hasta cada dispositivo y detalles sobre estos. Otras partes a destacar son el diseño del sistema de detección contraincendios y el modelado 3D de la arquitectura y del sistema de clima y ventilación que se ha hecho para justificar la instalación de estos elementos a causa del poco espacio de falso techo del local. Para llevar a cabo el proyecto se han utilizado programas como DMELECT, AutoCAD y AutoCAD MEP. Todas las aplicaciones de diseño de instalaciones y de arquitectura. This paper gathers the executive project of the installation of a showroom in Oslo contrived by the alumnus for the company GrupG4. The facility has three stories and includes a variety of areas directed towards different activities such as retailing of clothes or the exposition of the brand’s vehicles. The designs enclosed in the project cover all the legal requirements as well as the ones asked by the client. You can also find the descriptions of the programs used, the design carried out, the installation’s blueprints and the facility’s architecture. The most detailed design is the electric study and the installation’s power consumption. The detailed calculations of every element’s power consumption is also found in the paper as well as their respective line assignation and the line diagram, from the electric board to every single device. Another part to highlight is the design of the fire detection system and the 3D model of the architecture and the mechanical and ventilation plan executed to justify the equipment of the different elements due to the compressed space in the fake ceiling. To carry out the project, DMELECT, AutoCAD and AutoCAD MEP have been used, these are all installation design and architecture programs.

Within the offer of core courses of the Bachelor’s Degree in Industrial Electronics and Automation Engineering of the Technical University of Catalonia (UPC), which appeared as a result of the current undergraduate study program, within the European Higher Education Area (EHEA), there is a course, Analog Electronics (EAEIA), which allows the Electronic Engineering student to delve into the knowledge of this content. This paper exposes the philosophy of this course, in such a way that it analyzes the orientation that is intended to be given, especially within the new framework of courses offered at the EEBE where, in addition to the hours of lectures and laboratory sessions, there must be room for to the guided activities (GAs) that the current syllabus contemplates.

This PhD thesis has the characteristic to span over a long time because while working on it, I was working as a research engineer at CTTC with highly demanding development duties. This has delayed the deposit more than I would have liked. On the other hand, this has given me the privilege of witnessing and studying how wireless technologies have been evolving over a decade from 4G to 5G and beyond. When I started my PhD thesis, IEEE and 3GPP were defining the two main wireless technologies at the time, Wi-Fi and LTE, for covering two substantially complementary market targets. Wi-Fi was designed to operate mostly indoor, in unlicensed spectrum, and was aimed to be a simple and cheap technology. Its primary technology for coexistence was based on the assumption that the spectrum on which it was operating was for free, and so it was designed with interference avoidance through the famous CSMA/CA protocol. On the other hand, 3GPP was designing technologies for licensed spectrum, a costly kind of spectrum. As a result, LTE was designed to take the best advantage of it while providing the best QoE in mainly outdoor scenarios. The PhD thesis starts in this context and evolves with these two technologies. In the first chapters, the thesis studies radio resource management solutions for standalone operation of Wi-Fi in unlicensed and LTE in licensed spectrum. We anticipated the now fundamental machine learning trend by working on machine learning-based radio resource management solutions to improve LTE and Wi-Fi operation in their respective spectrum. We pay particular attention to small cell deployments aimed at improving the spectrum efficiency in licensed spectrum, reproducing small range scenarios typical of Wi-Fi settings. IEEE and 3GPP followed evolving the technologies over the years: Wi-Fi has grown into a much more complex and sophisticated technology, incorporating the key features of cellular technologies, like HARQ, OFDMA, MU-MIMO, MAC scheduling and spatial reuse. On the other hand, since Release 13, cellular networks have also been designed for unlicensed spectrum. As a result, the two last chapters of this thesis focus on coexistence scenarios, in which LTE needs to be designed to coexist with Wi-Fi fairly, and NR, the radio access for 5G, with Wi-Fi in 5 GHz and WiGig in 60 GHz. Unlike LTE, which was adapted to operate in unlicensed spectrum, NR-U is natively designed with this feature, including its capability to operate in unlicensed in a complete standalone fashion, a fundamental new milestone for cellular. In this context, our focus of analysis changes. We consider that these two technological families are no longer targeting complementarity but are now competing, and we claim that this will be the trend for the years to come. To enable the research in these multi-RAT scenarios, another fundamental result of this PhD thesis, besides the scientific contributions, is the release of high fidelity models for LTE and NR and their coexistence with Wi-Fi and WiGig to the ns-3 open-source community. ns-3 is a popular open-source network simulator, with the characteristic to be multi-RAT and so naturally allows the evaluation of coexistence scenarios between different technologies. These models, for which I led the development, are by academic citations, the most used open-source simulation models for LTE and NR and havereceived fundings from industry (Ubiquisys, WFA, SpiderCloud, Interdigital, Facebook) and federal agencies (NIST, LLNL) over the years. Aquesta tesi doctoral té la característica d’allargar-se durant un llarg període de temps ja que mentre treballava en ella, treballava com a enginyera investigadora a CTTC amb tasques de desenvolupament molt exigents. Això ha endarrerit el dipositar-la més del que m’hagués agradat. D’altra banda, això m’ha donat el privilegi de ser testimoni i estudiar com han evolucionat les tecnologies sense fils durant més d’una dècada des del 4G fins al 5G i més enllà. Quan vaig començar la tesi doctoral, IEEE i 3GPP estaven definint les dues tecnologies sense fils principals en aquell moment, Wi-Fi i LTE, que cobreixen dos objectius de mercat substancialment complementaris. Wi-Fi va ser dissenyat per funcionar principalment en interiors, en espectre sense llicència, i pretenia ser una tecnologia senzilla i barata. La seva tecnologia primària per a la convivència es basava en el supòsit que l’espectre en el que estava operant era de franc, i, per tant, es va dissenyar simplement evitant interferències a través del famós protocol CSMA/CA. D’altra banda, 3GPP estava dissenyant tecnologies per a espectres amb llicència, un tipus d’espectre costós. Com a resultat, LTE està dissenyat per treure’n el màxim profit alhora que proporciona el millor QoE en escenaris principalment a l’aire lliure. La tesi doctoral comença amb aquest context i evoluciona amb aquestes dues tecnologies. En els primers capítols, estudiem solucions de gestió de recursos de radio per a operacions en espectre de Wi-Fi sense llicència i LTE amb llicència. Hem anticipat l’actual tendència fonamental d’aprenentatge automàtic treballant solucions de gestió de recursos de radio basades en l’aprenentatge automàtic per millorar l’LTE i Wi-Fi en el seu espectre respectiu. Prestem especial atenció als desplegaments de cèl·lules petites destinades a millorar la eficiència d’espectre llicenciat, reproduint escenaris de petit abast típics de la configuració Wi-Fi. IEEE i 3GPP van seguir evolucionant les tecnologies al llarg dels anys: El Wi-Fi s’ha convertit en una tecnologia molt més complexa i sofisticada, incorporant les característiques clau de les tecnologies cel·lulars, com ara HARQ i la reutilització espacial. D’altra banda, des de la versió 13, també s’han dissenyat xarxes cel·lulars per a espectre sense llicència. Com a resultat, els dos darrers capítols d’aquesta tesi es centren en aquests escenaris de convivència, on s’ha de dissenyar LTE per conviure amb la Wi-Fi de manera justa, i NR, l’accés a la radio per a 5G amb Wi-Fi a 5 GHz i WiGig a 60 GHz. A diferència de LTE, que es va adaptar per funcionar en espectre sense llicència, NR-U està dissenyat de forma nativa amb aquesta característica, inclosa la seva capacitat per operar sense llicència de forma autònoma completa, una nova fita fonamental per al mòbil. En aquest context, el nostre focus d’anàlisi canvia. Considerem que aquestes dues famílies de tecnologia ja no estan orientades cap a la complementarietat, sinó que ara competeixen, i afirmem que aquesta serà el tendència per als propers anys. Per permetre la investigació en aquests escenaris multi-RAT, un altre resultat fonamental d’aquesta tesi doctoral, a més de les aportacions científiques, és l’alliberament de models d’alta fidelitat per a LTE i NR i la seva coexistència amb Wi-Fi a la comunitat de codi obert ns-3. ns-3 és un popular simulador de xarxa de codi obert, amb la característica de ser multi-RAT i, per tant, permet l’avaluació de manera natural d’escenaris de convivència entre diferents tecnologies. Aquests models, pels quals he liderat el desenvolupament, són per cites acadèmiques, els models de simulació de codi obert més utilitzats per a LTE i NR i que han rebut finançament de la indústria (Ubiquisys, WFA, SpiderCloud, Interdigital, Facebook) i agències federals (NIST, LLNL) al llarg dels anys. Esta tesis doctoral tiene la característica de extenderse durante mucho tiempo porque mientras trabajaba en ella, trabajaba como ingeniera de investigación en CTTC con tareas de desarrollo muy exigentes. Esto ha retrasado el depósito más de lo que me hubiera gustado. Por otro lado, gracias a ello, he tenido el privilegio de presenciar y estudiar como las tecnologías inalámbricas han evolucionado durante una década, de 4G a 5G y más allá. Cuando comencé mi tesis doctoral, IEEE y 3GPP estaban definiendo las dos principales tecnologías inalámbricas en ese momento, Wi-Fi y LTE, cumpliendo dos objetivos de mercado sustancialmente complementarios. Wi-Fi fue diseñado para funcionar principalmente en interiores, en un espectro sin licencia, y estaba destinado a ser una tecnología simple y barata. Su tecnología primaria para la convivencia se basaba en el supuesto en que el espectro en el que estaba operando era gratis, y así fue diseñado simplemente evitando interferencias a través del famoso protocolo CSMA/CA. Por otro lado, 3GPP estaba diseñando tecnologías para espectro con licencia, un tipo de espectro costoso. Como resultado, LTE está diseñado para aprovechar el espectro al máximo proporcionando al mismo tiempo el mejor QoE en escenarios principalmente al aire libre. La tesis doctoral parte de este contexto y evoluciona con estas dos tecnologías. En los primeros capítulos, estudiamos las soluciones de gestión de recursos de radio para operación en espectro Wi-Fi sin licencia y LTE con licencia. Anticipamos la tendencia ahora fundamental de aprendizaje automático trabajando en soluciones de gestión de recursos de radio para mejorar LTE y funcionamiento deWi-Fi en su respectivo espectro. Prestamos especial atención a las implementaciones de células pequeñas destinadas a mejorar la eficiencia de espectro licenciado, reproduciendo los típicos escenarios de rango pequeño de la configuración Wi-Fi. IEEE y 3GPP siguieron evolucionando las tecnologías a lo largo de los años: Wi-Fi se ha convertido en una tecnología mucho más compleja y sofisticada, incorporando las características clave de las tecnologías celulares, como HARQ, OFDMA, MU-MIMO, MAC scheduling y la reutilización espacial. Por otro lado, desde la Release 13, también se han diseñado redes celulares para espectro sin licencia. Como resultado, los dos últimos capítulos de esta tesis se centran en estos escenarios de convivencia, donde LTE debe diseñarse para coexistir con Wi-Fi de manera justa, y NR, el acceso por radio para 5G con Wi-Fi en 5 GHz y WiGig en 60 GHz. A diferencia de LTE, que se adaptó para operar en espectro sin licencia, NR-U está diseñado de forma nativa con esta función, incluyendo su capacidad para operar sin licencia de forma completamente independiente, un nuevo hito fundamental para los celulares. En este contexto, cambia nuestro enfoque de análisis. Consideramos que estas dos familias tecnológicas ya no tienen como objetivo la complementariedad, sino que ahora están compitiendo, y afirmamos que esta será la tendencia para los próximos años. Para permitir la investigación en estos escenarios de múltiples RAT, otro resultado fundamental de esta tesis doctoral, además de los aportes científicos, es el lanzamiento de modelos de alta fidelidad para LTE y NR y su coexistencia con Wi-Fi y WiGig a la comunidad de código abierto de ns-3. ns-3 es un simulador popular de red de código abierto, con la característica de ser multi-RAT y así, naturalmente, permite la evaluación de escenarios de convivencia entre diferentes tecnologías. Estos modelos, para los cuales lideré el desarrollo, son por citas académicas, los modelos de simulación de código abierto más utilizados para LTE y NR y han recibido fondos de la industria (Ubiquisys, WFA, SpiderCloud, Interdigital, Facebook) y agencias federales (NIST, LLNL) a lo largo de los años. Enginyeria Telemàtica

This article proposes and experimentally characterizes a novel microcontroller-based interface circuit to read three-wire connected resistive sensors, which are quite common in industrial applications to measure, for instance, temperature. The circuit relies on measuring, via an embedded digital timer, four discharging times corresponding to four different RC circuits, which include the sensor resistance and the parasitic resistance of the wires. A prototype has been built with a commercial microcontroller measuring resistances that correspond to a Pt100 thermal sensor and with different values of wire resistance. According to the experimental results, the error, with respect to the case with null wire resistances, is lower than 25 mO for a 5-m interconnecting cable. In addition, the non-linearity error (NLE) is lower than 0.02%–0.03% full-scale span (FSS), regardless of the wire resistances and also of any potential mismatch between them.

This work was supported by the Spanish under Grant MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and Project PID2019-103869RB-C33., This study analyzes the effects of the punch-through stop (PTS) layer and well depth in a bulk FinFET SRAM cell on the fraction of charge generated by an ion impact that is collected by the FinFET channel. More than 1700 3D TCAD simulations have been performed to obtain a detailed map of the sensitivity areas in a full cell 6-T SRAM 22 nm bulk-FinFET process. The influence of the well depth on the charge collected by the drain devices of the SRAM cell has been studied, and it has been concluded that the collected charge can be reduced down to 300% simply by modifying the depth of the well, without affecting the performance of the cell. Different PTS layer depths have been analyzed in order to calculate which value minimizes the impact of the charge generated by an ion during its track along the FinFET body. The simulations carried out allow to conclude that the incorporation of a PTS layer not only reduces the leakage current, but also reduces the amount of charge, delivered by the ion, that reaches the drain region. Simulation results also show that the fraction of the charge generated by the ion impact, which is collected by the drain, mainly depends on the depth of the wells, whereas the PTS layer hardly modifies the collected charge. Keywords, MCIN/AEI/10.13039/501100011033 PID2019-103869RB-C33

El present Treball de Final de Grau consisteix en el disseny d'un prototip d'un braç robòtic de 3 graus de llibertat, la seva fabricació mitjançant impressió 3D, un estudi cinemàtic i la seva implementació a través d'una placa Arduino i diferents motors. Pel que fa al desenvolupament teòric, s'ha realitzat una introducció a l'àmbit de la robòtica. Seguidament, s'han definit les diferents característiques i parts que formen el prototip, la seva impressió 3D i el posterior muntatge. A continuació s'ha efectuat un estudi cinemàtic i de forçes, acompanyat d'una simulació de les cinemàtiques amb MatLab. Tot seguit, s'han definit els sistemes de control i els diferents elements que el formen, junt amb les seves connexions i la seva programació a través del software Arduino. En últim lloc, una vegada finalitzat el projecte, s'ha efectuat una conclusió amb les diferents observacions del resultat final. Finalment, pel que fa a l'objectiu del treball, no és únicament l'obtenció d'un prototip de robot articulat funcional per aplicacions industrials, sinó que és una petita aproximació amb la metodologia necessària per a la seva fabricació, a més de la comprovació que el prototip dissenyat és capaç d'efectuar moviment en els tres eixos de l'espai controlat per un ordinador, igual que en la simulació. El presente Trabajo de Final de Grado consiste en el diseño de un prototipo de un brazo robótico de 3 grados de libertad, su fabricación mediante impresión 3D, un estudio cinemático y su implementación a través de una placa Arduino y diferentes motores. En cuanto al desarrollo teórico, se ha realizado una introducción al ámbito de la robótica. Seguidamente, se han definido las diferentes características y partes que forman el prototipo, su impresión 3D y el posterior montaje. A continuación, se ha efectuado un estudio cinemático y de fuerzas, acompañado de una simulación de dichas cinemáticas en MatLab. Después, se han definido su sistema de control y los diferentes elementos que lo forman, junto con sus conexiones y su programación a través del software Arduino. Por último, una vez finalizado el proyecto, se ha efectuado una conclusión con las diferentes observaciones del resultado final. Finalmente, en cuanto al objetivo de este trabajo, no es únicamente la obtención de un prototipo de robot articulado funcional para aplicaciones industriales, sino que es una pequeña aproximación a la metodología necesaria para la fabricación de un robot industrial, además de la comprobación que el prototipo diseñado, es capaz de efectuar movimientos en los tres ejes del espacio controlado por un ordenador, al igual que en la simulación. This Final Degree Project consists of the design of a prototype of a robotic arm with 3 degrees of freedom, its manufacture by 3D printing, a kinematic study and its implementation through an Arduino board and different motors. As for theoretical development, an introduction to the field of robotics has been made. Then, the different characteristics and parts of the prototype, its 3D printing and subsequent assembly were defined. Subsequently, a kinematic and forces study was carried out, accompanied by a simulation of the movement in MatLab. Then, its control system and the different elements that form it have been defined, together with its connections and its programming through the Arduino software. Lastly, once the work has been completed, a conclusion has been made with the different observations of the final result. Finally, the aim of this work is not only to obtain a functional articulated robot prototype for industrial applications but also a small approximation to the methodology necessary for the manufacture of an industrial robot, in addition to the verification that the designed prototype can perform movements in the three axes of space controlled by a computer, as in the simulation.

El projecte proposat es basa en el disseny i creació d'una consola retro, on s'inclou: l'estudi i l'acoblament del circuit electrònic i l'envoltant, més la programació dels quatre videojocs inclosos. Els jocs estan d'acord amb les especificacions del microcontrolador i de la pantalla per al seu ple funcionament, entre ells: el Snake, joc de destrossar asteroides, pescamines i, finalment, el joc de la vida o Conyway's game of life. La videoconsola està controlada per un microcontrolador de 8 bits que maneja una pantalla TFT LCD, més els botons d'entrada, on l'esquema electrònic està integrat en una placa de circuit imprès (PCB). Tot això emmagatzemant en una carcassa feta per impressió 3D. Aquest treball ha estat realitzat com a guia per a la futura gent que tingui la necessitat de dur a terme un treball semblant. El proyecto propuesto se basa en el diseño y creación de una consola retro, donde se incluye: el estudio y ensamblaje del circuito electrónico y la envolvente, más la propia programación de los cuatro videojuegos incluidos. Los juegos están acorde a las especificaciones del microcontrolador y de la pantalla para su pleno funcionamiento, entre ellos: el Snake, juego de destrozar asteroides, buscaminas y, por último, el juego de la vida o Conyway’s game of life. La videoconsola está controlada por un microcontrolador de 8 bits que maneja una pantalla TFT LCD, más los botones de entrada, donde el esquema electrónico está integrado en una placa de circuito impreso (PCB). Todo esto almacenando en una carcasa hecha por impresión 3D. Este trabajo ha sido realizado como guía para la futura gente que tenga la necesidad de llevar a cabo algo similar. The project is based on the design and creation of a retro console, which includes: the study and assembly of the electronic circuit and the surround, plus the programming of the four video games included. The games are in accordance with the specifications of the microcontroller and the screen for their full operation, among them: the Snake, game of destroying asteroids, minesweeper and Conyway's game of life. The game console is controlled by an 8-bit microcontroller that drives a TFT LCD screen, plus the input buttons, where the electronic scheme is integrated on a printed circuit board (PCB). All this stored in a case made by 3D printing. This work has been conducted as a guide for future people who have the need to carry out something similar.

L’objectiu principal del present treball consisteix en la realització d’una proposta d’evolució del mòdul làser dissenyat pel prototip actual de la impressora 3D FoodiniPro. Aquesta màquina representa la segona versió de la Foodini, una impressora 3D d’aliments que correspon al primer producte comercialitzat per l’empresa barcelonina Natural Machines i que, per motius de gestió estratègica, se n’ha projectat una ampliació de capacitats per tal d’accedir al mercat del consumidor. El principal reclam d’aquest nou producte és la possibilitat de coure els aliments mitjançant un sistema de cocció que utilitza tecnologia làser, una opció innovadora que trenca amb els mètodes convencionals. El nou disseny ha de complir els requisits definits per la pròpia empresa de cara al producte final desitjat: la FoodiniPro ha de disposar d’un mòdul làser de CO2 (amb una longitud d’ona de 10,6 μm) de tipus tancat o sealed gas laser que sigui capaç de subministrar un raig de com a mínim 45 W de potència i que sigui prou compacte com per poder-se incorporar en un espai addicional de 200 mm de llarg afegit a la Foodini. Havent descartat en primera instància les solucions comercials que ofereix el mercat de tecnologia làser degut a les incompatibilitats tant tècniques com dimensionals, s’ha presentat la possibilitat de desenvolupar un model propi d’unitat de generació làser adient per al cas en qüestió. S’han desglossat detalladament tant les parts que la conformen com les directrius principals que cal seguir durant el seu disseny, com per exemple el tipus de làser, la seva configuració, els materials escollits, consideracions sobre seguretat... No obstant això, es considera convenient que els propers passos dins aquest procés siguin realitzats, o com a mínim coordinats, per personal amb experiència prèvia en el disseny làser. Addicionalment, s’ha plantejat un nou disseny estructural que representa una alternativa a la disposició actual de la Foodini i que, evidentment, pot ser utilitzat per la seva nova versió FoodiniPro. L’objectiu d’aquest redisseny rau en l’assoliment d’una rigidesa estructural que fa possible renunciar a l’ús del sistema rigiditzador utilitzat actualment, que tot i resultar funcional no satisfà les expectatives de practicitat i estètica de l’empresa. La nova proposta consisteix en una peça en forma d’U fabricada a partir de xapa plegada d’acer inoxidable AISI 304 d’un gruix superior a l’escollit pels elements estructurals actuals. Mitjançant l’anàlisi d’elements finits s’ha comprovat que, per a gruixos de 2 i 3 mm, aquesta peça és capaç de millorar les propietats estructurals de la màquina al mateix temps que s’adapta a la resta d’elements que la conformen, de tal manera que no cal realitzar-hi modificacions addicionals Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura

La domòtica és un dels camps amb més avenços realitzats durant els darrers anys. Aquest creixement no és només el fruit de les conseqüències de la pujada del preu de l'energia i l'aïllament causat per la pandèmia COVID, sinó que també ho impulsa la necessitat de les persones. Aquest projecte tracta de fer el disseny d'un sistema domòtic centrat en l'automatització dels habitatges per mitjà d'un microcontrolador. D'aquesta manera, optimitzar els sistemes de seguretat, l'estalvi energètic, l'accessibilitat i proporcionar més confort al usuari. El TFG consta d'una primera part dedicada a la introducció sobre concepte i els coneixements de la domòtica, a més d'assenyalar l'evolució del cost associat a l'obtenció i el consum de l'energia elèctrica a Espanya. La segona part se centra en l'elecció i la connexió de dispositius juntament amb el disseny d'un sistema basat en el control automàtic de la il·luminació, la calefacció, les persianes, les finestres i la seguretat. També s'hi inclou el control a distància de la instal·lació mitjançant una aplicació mòbil. L’última part de la memòria inclou el disseny d'un prototip de mida reduïda per poder demostrar el funcionament del sistema domòtic. La domótica es uno de los campos con más avances realizados durante los últimos años. Este crecimiento no solo es el fruto de las consecuencias de la subida del precio de la energía y el aislamiento causado por la pandemia COVID, sino que también está impulsado por la necesidad de les persones. Este proyecto trata de realizar el diseño de un sistema domótico centrado en la automatización de las viviendas por medio de un microcontrolador. De este modo, optimizar los sistemas de seguridad, el ahorro energético, la accesibilidad y proporcionar un mayor confort al usuario. El TFG consta de una primera parte dedicada a la introducción sobre concepto y los conocimientos de la domótica, además de señalar la evolución del coste asociado a la obtención y consumo de la energía eléctrica en España. La segunda parte se centra en la elección y conexión de dispositivos junto con el diseño de un sistema basado en el control automático de la iluminación, la calefacción, las persianas, las ventanas y la seguridad. También se incluye el control a distancia de la instalación mediante una aplicación móvil. En la última parte de la memoria incluye el diseño de un prototipo de tamaño reducido para poder demostrar el funcionamiento del sistema domótico. Home automation is one of the most advanced fields in recent years. This growth is not only the result of the consequences of the rise in the price of energy and the isolation caused by the COVID pandemic, but is also driven by the need for people. This project tries to design a home automation system focused on the automation of appliances based on a microcontroller. In this way, optimizing security systems, energy savings, accessibility and providing greater comfort to the user. This TFG consists of a first part dedicated to introducing the concept and knowledge of home automation, in addition to pointing out the evolution of the cost associated with obtaining and consuming electricity in Spain. The second part focuses on the choice and connection of devices and the design of a system based on the automatic control of lighting, heating, blinds, windows and security. Remote control of the installation by a mobile application is also included. The last part of the report includes the design of a small scale prototype to demonstrate the operation of the home automation system.

El presente proyecto se basa en el estudio y análisis de la adaptación de la electrónica en una prenda de moda, como es un bolso. El trabajo tiene fines sociales y de aprendizaje, ya que busca mejorar el ocio de las personas usuarias del producto mediante la digitalicación del sector téxtil, a la vez que permite poner en práctica los conocimientos en electrónica y electricidad adquiridos a lo largo de los estudios universitarios. La idea del estudio se basa en crear un bolso en el cual, mediante la incorporación de una placa Circuit Playground Express y otros componentes electrónicos, se creen efectos lumínicos basados en las lecturas de sonido, movimiento o luz. También, se mejora y facilita el uso del bolso gracias a la adición de un sistema de luz interno que se activa en función a la apertura del mismo. Como parte principal del proyecto, se ha construido un prototipo. Para ello, primero ha sido necesario analizar en profundida del sistema central de la placa, desde el microcontrolador hasta las lectruras extraibles por los sensores que incorpora. Constantemente se ha tenido en cuenta las necesidades de la persona usuaria, haciendo gran incapie en la adaptabilidad, comodidad y versatilidad del producto. Por tanto, los efectos lumínicos pueden personalizarse por el usuario en función de sus necesidades y gustos, además de adaptarse a los distintos entornos. Para hacer posible el prototipo se han realizado diferentes estudios y ensayos, garantizando así el buen funcionamiento del sistema creado. Se ha analizado la conductividad de los componentes del sistema para garantizar la seguridad y durabilidad del producto. También, se ha medido el consumo para definir la autonomía energética. Por último, se ha realizado un estudio sobre el impacto mediambiental del producto creado y se ha calculado el coste económico tanto del desarrollo del proyecto como de la fabricación del prototipo

La base d ‘aquest projecte és una unitat de monitorització del sistema d ‘alimentació fotovoltaic, que s ‘ha dividit en dos blocs diferenciats: En el primer es tracta de realitzar un estudi introductori de les aplicacions de les energies renovables a aquest tipus d'habitatges, es proposa el disseny d'una unitat de control basant-se en un microcontrolador que faci diferents funcions com ara: la monitorització de l'estat de les bateries, la monitorització de la temperatura, del nivell d'irradiància i de la producció energètica dels panells, així com la senyalització de diferents alarmes, etc. També hi haurà la possibilitat de fer l'emmagatzematge a partir d’un ordinador i el monitoratge dels diferents paràmetres a través d'un telèfon mòbil. En el segon es realitzarà un estudi del lloc on se situaria aquest habitatge, on s’explicarà el dimensionat de una instal·lació fotovoltaica, i es faria un petit estudi de la seva localització i alguns aspectes a tenir en compte, una altra part molt important del projecte és que es realitzés un prototipo comercialitza-ble, on també es farà un estudi econòmic on s’explicarà el preu de mercat de cada component. La base de este proyecto es una unidad de monitorización del sistema de alimentación fotovoltaico, que se ha dividido en dos bloques diferenciados: El primero se trata de realizar un estudio introductorio de las aplicaciones de las energías renovables a este tipo de viviendas, se propone el diseño de una unidad de control basándose en un microcontrolador que realice diferentes funciones como, por ejemplo: la monitorización del estado de las baterías, la monitorización de la temperatura, del nivel de irradiancia y de la producción energética de los paneles, así como la señalización de distintas alarmas, etc. También estará la posibilidad de realizar el almacenamiento a través de un ordenador y la monitorización de los diferentes parámetros a través de un teléfono móvil. En el segundo se realizará un estudio del lugar donde se situaría dicha vivienda, donde se explicará el dimensionado de una instalación fotovoltaica, y se haría un pequeño estudio de su localización y algunos aspectos a tener en cuenta, otra parte muy importante del proyecto es que se realizara un prototipo comercializable, en el que también se hará un estudio económico donde se explicara el precio de mercado de cada componente. The basis of this project is the study of a photovoltaic power system monitoring unit, which has been divided into two different blocks: The first one aims to carry out an introductory research into the applications of renewable energies to this type of housing, for which the design of a control unit is suggested based on a microcontroller that performs different functions, such as: monitoring the state of the batteries, the temperature, the level of irradiance and the energy production of the panels, as well as the signposting of different alarms, etc. There will also be the possibility of storage through a computer and monitoring the different parameters by mobile phone. The second block consists of a study of the place where the house would be located, where the measuring of a photovoltaic installation will be explained, and a brief examination of its location and some aspects to be taken into account will be made. Another very important part of the project is that a marketable prototype will be made, in which an economic study will also be made where the market price of each component will be explained. Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant

In order to optimize photovoltaic conversion efficiency, various solar cell architectures based on monocrystalline silicon (c-Si) have emerged in the past. Solar cells with interdigitated back contacts IBC (Interdigitated Back-Contacted cell), by placing the contacts on the back, allow greater absorption of light, and improve the integration of the cells in the module. Throughout the thesis, various designs and types of c-Si IBC cells will be studied, some of them finally manufactured in the laboratory of the Micro and MNT Nanotechnologies of the UPC. After studying the state of the art in this type of structures in chapter 1 of the thesis, an introduction will be made to the physical models used in the simulation in chapter 2. In addition, the concept of unitary cell and minimum cell will introduced in order to reduce time and memory resources during simulations. Periodic repetition of the unit cell in the X and Y axes reproduces the total solar cell electrical behavior by current scaling. In chapter 3, IBC structures with back point contacts with constant unit cell are studied. This type of contact structure is suitable for the laser technology available to the MNT group for the manufacture of solar cells. In this case, by lasing dielectric layers containing aluminum and phosphorus, p+ and n+ contacts are achieved, respectively. The simulations will allow determining the optimal distance or pitch between contacts, as well as the efficiency potential that can be achieved through this concept, considering the recombination speed of the base contact. In chapter 4, alternatives of greater complexity are analyzed to mitigate the effect of poor passivation of the base contacts, either using point contacts or structures based on more conventional techniques based on doped regions in strips, for example. In this chapter, an important and novel geometric parameter is defined, such as the emitter coverage factor (FE). This parameter takes into account the weight of the emitter contacts/regions in the performance of the device, and it should be the higher as possible to mitigate the pernicious effect of having a base contact with poor passivation. In addition, various strategies will be discussed, either keeping the unit cell constant or increasing using either point contacts or using large doped regions (large emitter coverage strategy). Thanks to the concepts used in this chapter, the MNT group has been able to develop solar cells with laser point contacts in collaboration with the Laser Center of the Polytechnic University of Madrid (UPM) with efficiencies over 20 %. In chapter 5, the effect of the series resistance of the metallization grid and contacts is analyzed, as well as how to include it in the simulations. In chapter 6, simulations will allow dimensioning and studying the best geometry to apply to IBC solar cells with black silicon (b-Si) nanostructures on the front surface. Thanks to the simulations, photolithography masks have been designed for manufacturing of IBC b-Si solar cells, in collaboration with the Finnish University of Aalto, achieving efficiencies beyond 22 %, which are the highest achieved to date. by combining an IBC structure with front b-Si. Also, as a result of the simulations, photolithography masks have been designed for the manufacture of a black minimodule in collaboration with the Finnish company Valoe. Finally, in chapter 7, the potential offered by IBC solar cells for low and medium concentration applications is explored. Amb la finalitat d’optimitzar l’eficiència de conversió fotovoltaica, diverses arquitectures de cèl·lules solars basades en silici monocristal·lí (c-Si) han sorgit al llarg del temps. Les cèl·lules solars de contactes posteriors interdigitats IBC (Interdigitated Back-Contacted cell), en disposar els contactes a la part posterior, permeten una major absorció de llum, i milloren la integració de les cèl·lules al mòdul. Al llarg de la tesi s’estudiaran, mitjançant l’eina de simulació comercial de dispositius semiconductors 2D/3D Sentaurus Synopsis TCAD, diversos dissenys i tipologies de cèl·lules IBC de c-Si, alguna d’elles, fabricades finalment al laboratori del grup de Micro i Nanotecnologies MNT de la UPC. Després d’estudiar l’estat de l’art en aquest tipus d’estructures al capítol 1 de la tesi, es farà una introducció als models físics utilitzats a la simulació al capítol 2. A més, s’introduirà el concepte de cèl·lula unitària i cèl·lula mínima de simulació amb la finalitat de reduir el temps i els recursos de memòria de les simulacions. La repetició periòdica de la cèl·lula unitària als eixos X i Y reprodueix la cèl·lula solar total mitjançant escalat de corrent. Al capítol 3, s’estudien estructures IBC amb contactes puntuals posteriors amb cel·la unitària constant. Aquest tipus d’estructura de contactes s’adequa a la tecnologia làser de què disposa el grup MNT per a la fabricació de cèl·lules solars. En aquest cas, lasejant capes dielèctriques amb contingut d’alumini i de fòsfor s’aconsegueixen els contactes p+ i n+ respectivament. Les simulacions permetran determinar la distància òptima o pitch entre contactes, així com el potencial d’eficiència que es pot aconseguir mitjançant aquest concepte atenent a la velocitat de recombinació del contacte de base. Al capítol 4, s’analitzen alternatives de mes complexitat per mitigar l’efecte d’una mala passivació dels contactes de base, ja sigui utilitzant contactes puntuals o bé estructures basades en tècniques mes convencionals fent servir regions dopates en tires, per exemple. En aquest capítol es defineix un paràmetre geomètric important i nou com és el factor de cobertura d’emissor (FE). Aquest paràmetre sospesa el pes dels contactes/regions d’emissor a les prestacions del dispositiu, interessant que sigui elevat, per a mitigar l’efecte perniciós de tenir un contacte de base amb mala passivació. A mes, es discutiran diverses estratègies, ja sigui o bé mantenint la cel·la unitària constant o be augmentant-la tant a contactes puntuals com utilitzant regions dopates extenses (large emitter coverage strategy). Gracies als conceptes utilitzats en aquest capítol, el grup MNT ha pogut desenvolupar cèl·lules solars amb contactes puntuals làser en col·laboració amb el centre làser de la Universitat Politècnica de Madrid (UPM) amb rendiments superiors al 20 %. Al capítol 5, s’analitza l’efecte de la resistència sèrie del grid de metal·lització i dels contactes, com incloure’l a les simulacions. Al capítol 6, les simulacions permetran dimensionar i estudiar la millor geometria per aplicar-la a cèl·lules solars IBC amb nanotexturització black silicon (b-Si) a la superfície frontal. Gràcies a les simulacions, s’han dissenyat les màscares de fotolitografia per a la fabricació de cèl·lules solars IBC b-Si fruït d’una col·laboració amb la Universitat finlandesa d’Aalto, aconseguint-se rendiments per sobre del 22 %, que són els mes grans aconseguits fins la data combinant una estructura IBC amb b-Si frontal. També, fruït de les simulacions, s’han dissenyat les màscares de fotolitografia per fabricar un minimòdul black en col·laboració amb l’empresa finlandesa Valoe. Finalment, al capítol 7, s’explora el potencial que ofereixen les cèl·lules solars IBC per a aplicacions de baixa i mitjana concentració. Con la finalidad de optimizar la eficiencia de conversión fotovoltaica diversas arquitecturas de células solares basadas en silicio monocristalino (c-Si) han surgido a lo largo del tiempo. Las células solares de contactos traseros interdigitados IBC (Interdigitated Back-Contacted cell), al disponer los contactos en la parte trasera, permiten una mayor absorción de luz, y mejoran la integración de las células en el módulo. A lo largo de la tesis se estudiarán, mediante la herramienta de simulación comercial de dispositivos semiconductores 2D/3D Sentaurus Synopsis TCAD, diversos diseños y tipologías de células IBC de c-Si, alguna de ellas, fabricadas finalmente en el laboratorio del grupo de Micro y Nanotecnologías MNT de la UPC. Después de estudiar el estado del arte en este tipo de estructuras en el capítulo 1 de la tesis, se hará una introducción a los modelos físicos utilizados en la simulación en el capítulo 2. Además, se introducirá el concepto de célula unitaria y célula mínima de simulación con la finalidad de reducir el tiempo y los recursos de memoria de las simulaciones. La repetición periódica de la célula unitaria en los ejes X y Y reproduce la célula solar total mediante escalado de corriente. En el capítulo 3, se estudian estructuras IBC con contactos puntuales traseros con celda unitaria constante. Este tipo de estructura de contactos se adecua a la tecnología láser que dispone el grupo MNT para la fabricación de células solares. En este caso, laseando capas dieléctricas con contenido de aluminio y de fosforo se consiguen los contactos p+y n+ respectivamente. Las simulaciones permitirán determinar la distancia óptima o pitch entre contactos, así como el potencial de eficiencia que se puede conseguir mediante este concepto atendiendo a la velocidad de recombinación del contacto de base. En el capítulo 4, se analizan alternativas de mayor de complejidad para mitigar el efecto de una mala pasivación de los contactos de base, ya sea utilizando contactos puntuales o bien estructuras basadas en técnicas más convencionales usando regiones dopadas en tiras, por ejemplo. En este capítulo se define un parámetro geométrico importante y novedoso como es el factor de cobertura de emisor (FE). Este parámetro sopesa el peso de los contactos/regiones de emisor en las prestaciones del dispositivo interesando que sea elevado para mitigar el efecto pernicioso de tener un contacto de base con mala pasivación. Además, se discutirán varias estrategias, ya sea o bien manteniendo la celda unitaria constante o bien aumentando la misma tanto en contactos puntuales como utilizando regiones dopadas extensas (large emitter coverage strategy). Gracias a los conceptos utilizados en este capítulo el grupo MNT ha podido desarrollar células solares con contactos puntuales láser en colaboración con el centro laser de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) con rendimientos superiores al 20 %. En el capítulo 5, se analiza el efecto de la resistencia serie del grid de metalización y de los contactos, y como incluirlo en las simulaciones. En el capítulo 6, las simulaciones permitirán dimensionar y estudiar la mejor geometría para aplicarla a células solares IBC con nanotexturización black silicon (b-Si) en la superficie frontal. Gracias a las simulaciones, se han diseñado las máscaras de fotolitografía para la fabricación de células solares IBC b-Si fruto de una colaboración con la Universidad finlandesa de Aalto, consiguiéndose rendimientos por encima del 22 %, que son los mayores conseguidos hasta la fecha combinando una estructura IBC con b-Si frontal. También, fruto de las simulaciones, se han diseñado las máscaras de fotolitografía para la fabricación de un minimódulo black en colaboración con la empresa finlandesa Valoe. Finalmente, en el capítulo 7, se explora el potencial que ofrecen las células solares IBC para aplicaciones de baja y media concentración. Enginyeria electrònica

Health and science, these are two aspects that have influenced the development and the growth of humanity for centuries. Brilliant minds along the history have dedicated their lives to the art of medicine. That is what medical device consultancies such as Perdigó do nowadays, continue with the development of technological solutions for the medical sector, and here is where this project has been developed. The aim of this project is to continue with the work started by Júlia Oliva Morell and her partners from the Hospital de Bellvitge. Júlia’s work consisted on the detection and understanding of a need, and now it is time to determine how to solve it, materialize the solution and validate if it meets the required specifications. During this memory, the work done from September 2021 until January 2022 will be explained. During this period, several product design engineering related tasks have been done: First, a meticulous study of the users’ needs have been considered to stablish a clear concept of what is going to be created. Second, a whole prototyping process including iterative prototyping, 3D printing, the performance of finite elements analysis and way more has become the key part of the project. Third, risk management techniques, economic studies and other evaluation techniques have complemented the final part of the thesis. Nonetheless, this project refers to a prototyping creative design, not to a finally developed product which would be very different in some respects, in addition, the necessity of this sanitary kind of solutions clearly overcomes their potential environmental impact, this is the reason why the environmental impact of the hypothetic final product won’t be considered.

Las boyas de deriva o drifters son aparatos de medida oceanográfica flotantes que proporcionan todo tipo información del mar. Estos instrumentos disponen de un sistema de posicionamiento (GPS) y de sensores para medir parámetros como la temperatura del agua o del viento, o la salinidad del mar entre otros. Generalmente, para que las boyas puedan ser arrastradas por la corriente, disponen de un ancla flotante o “drogue” que se despliega a cierta profundidad actuando como un paracaídas. De manera, la boya es arrastrada a la velocidad media desde la superficie a dicha profundidad. Actualmente existen muchos drifters diseñados para recoger información del estado del océano en alta mar. Pero por falta de demanda y debido a su complejidad, escasean las boyas de deriva diseñadas para zonas costeras. El objetivo de este trabajo ha sido diseñar una boya de deriva que pueda ser desplegada cerca de la costa donde no se puede hacer uso los drifters con drogue debido a la poca profundidad del mar. Además, el objetivo del trabajo exigía que la boya debía: ser funcional, cumplir con los requisitos necesarios que exige un drifter costero, satisfacer las necesidades de un usuario que requiera información de las corrientes superficiales de la costa y estar al alcance de cualquier usuario. Esta última característica implica que el drifter debía tener un coste reducido y de complejidad de montaje relativamente baja. A lo largo del trabajo también se ha realizado un breve estudio de mercado para identificar los drifters costeros ya existentes para identificar los puntos de mejoras. También se ha explicado brevemente los diferentes sistemas de posicionamiento que se pueden emplear en una boya como esta.

Actualment, la situació mediambiental del planeta cada cop és més delicada i gran part del problema és el model energètic que existeix, amb l'emissió de gasos contaminants que comporta. Per això la transició energètica i la generació d'energia s'encamina cap a les energies renovables. D'altra banda, els recents estudis d'arreu del món, descriuen que el canvi climàtic és ja inevitable i ens trobem en un punt de no retorn. Partint d'aquesta situació, en aquest treball es realitza un estudi sobre la situació de Badalona, tenint en compte aspectes com econòmic, social, energètic, l'aigua, etc... Seguidament, s'analitza la ciutat per veure la tendència que segueix i quines són les àrees de millora i les mesures que s'haurien de prendre. Un cop analitzada la ciutat, es proposa un projecte de millora sostenible. Aquest es centrarà en la problemàtica de la transició energètica i la reducció d'emissions de gasos contaminants, més en concret en la transició de vehicles de combustió (VC) als híbrids/elèctrics (VE), amb l'objectiu d'adaptar la ciutat al vehicle elèctric. Finalment, s'estudia la viabilitat del projecte suggerit i l'impacte, tant econòmic com mediambiental. Els resultats obtinguts al treball han de reflectir la necessitat de canvi que existeix i la línia que hem de seguir a partir d'ara per gaudir del planeta tal com el coneixem. Actualmente, la situación medioambiental del planeta cada vez es más delicada y gran parte del problema es el modelo energético que existe, con la emisión de gases contaminantes que comporta. Es por ello, que la transición energética y la generación de energía se encamina hacia las energías renovables. Por otro lado, los recientes estudios de todo el mundo, describen que el cambio climático es ya inevitable y nos encontramos en un punto de no retorno. Partiendo de esta situación, en este trabajo se realiza un estudio sobre la situación de Badalona, teniendo en cuenta aspectos como el económico, social, energético, agua, etc... Seguidamente, se analiza la ciudad para ver la tendencia que sigue y cuáles son las áreas para mejorar y las medidas que se deberían tomar. Una vez analizada la ciudad, se sugiere un proyecto de mejora sostenible. Este se centrará en la problemática de la transición energética y la reducción de emisiones de gases contaminantes, más en concreto en la transición de vehículos de combustión a los híbridos/eléctricos, con el objetivo de adaptar la ciudad al vehículo eléctrico. Finalmente, se estudia la viabilidad del proyecto propuesto y el impacto, tanto económico como medioambiental. Los resultados obtenidos deben reflejar la necesidad de cambio que existía y la línea que se debe seguir a partir de ahora para disfrutar del planeta tal y como lo conocemos Currently, the environmental situation of the planet is becoming more and more delicate and a large part of the problem is the existing energy model, with the emission of polluting gases that this entails. For this reason, the energy transition and energy generation are moving towards renewable energies. On the other hand, recent studies from all over the world describe that climate change is already inevitable and we are at a point of no return. Based on this situation, this document provides an environmental study of the situation in Badalona, taking into account aspects such as economic, social, energy, water, etc... Then, the city is analyzed to see the trend that follows and what are the areas to improve and the measures that should be taken. Once the city has been analyzed, a sustainable improvement project is suggested. This will focus on the issue of energy transition and the reduction of pollutant gas emissions, more specifically on the transition from combustion vehicles to hybrid/electric vehicles. With the aim of adapting the city to the electric vehicle. Finally, the feasibility of the suggested project and the economic and environmental impact are studied. The results obtained should reflect the need for change that existed and the line to be followed from now on to enjoy the planet as we know it. Objectius de Desenvolupament Sostenible::11 - Ciutats i Comunitats Sostenibles

La verificació d’un dispositiu electrònic és una part cabdal del procés de fabricació d’aquest, en tant que permet conèixer la integritat estructural de cada unitat i si funciona correctament o no. En aquest treball, s’ha estudiat una arquitectura de verificació funcional de final de línia de producció actualment utilitzada a l’empresa HP Inc. i s’ha desenvolupat una nova eina per tal de ser-hi integrada. Aquesta nova eina aporta agilitat al procés de desenvolupament de tests i al propi procés de verificació de les unitats sota test. Per tal de fer aquest desenvolupament, primerament s’ha realitzat un estudi de l’actual arquitectura de verificació funcional, s’ha proposat una de nova i s’ha escollit un controlador industrial per tal d’implementar-la, fruit d’un estudi de mercat. El controlador escollit ha estat un CompactRIO de National Instruments, pel qual s’ha desenvolupat programari específic per a l’aplicació sota estudi. Els resultats del treball han estat satisfactoris, en tant que s’ha aconseguit dissenyar, desenvolupar i implementar un prototip funcional que demostra les possibilitats de l’eina de cares a reduir costos i esforços d’enginyeria, en l’àmbit de la verificació funcional de les impressores de gran format d’HP Inc. El treball futur, doncs, se centrarà en integrar aquesta nova eina a l’arquitectura de verificació funcional actual de l’empresa. La verificación de un dispositivo electrónico es una parte primordial del proceso de fabricación de este, dado que permite conocer la integridad estructural de cada unidad y si funciona correctamente o no. En el presente trabajo, se ha estudiado una arquitectura de verificación funcional de final de línea de producción actualmente utilizada en la empresa HP Inc. y se ha desarrollado una nueva herramienta para ser integrada en dicha arquitectura. Esta nueva herramienta aporta agilidad en el proceso de desarrollo de tests y al propio proceso de verificación de las unidades bajo test. Con tal de hacer este desarrollo, primeramente se ha realizado un estudio de la arquitectura actual de verificación funcional, se ha propuesto una de nueva y se ha escogido un controlador industrial con tal de implementarla, fruto de un estudio de mercado. El controlador escogido ha sido un CompactRIO de National Instruments, para el cual se ha desarrollado un programa específico para la aplicación bajo estudio. Los resultados del trabajo han sido satisfactorios, dado que se ha conseguido diseñar, desarrollar e implementar un prototipo funcional que demuestra las posibilidades de la herramienta para reducir costes y esfuerzos de ingeniería, en el ámbito de la verificación funcional de las impresoras de gran formato de HP Inc. El trabajo futuro se centrará en integrar esta nueva herramienta en la arquitectura de verificación funcional actual de la empresa. Functional testing is a very important step in the manufacturing process of an electronic unit. This kind of procedure allows to learn insights on its structural integrity as well as its behaviour. In this thesis, the current functional testing architecture from HP Inc. was studied to develop a new tool for it. This new tool allows faster test development as well as a more agile functional verification process on the devices under test. To be able to do so, the current functional testing architecture was analyzed. Then, a new architecture was proposed and, after a market study, an industrial controller to implement it was chosen. The controller is a Compact RIO from National Instruments, for which specific software was developed. A prototype was designed, developed and implemented with excellent results, meeting the main goal: to demonstrate the capabilities of this new tool for reducing costs and engineering efforts from functional testing procedures in HP Inc. Future work will be focused on the integration of this new tool to the current functional testing architecture of the company.