Search

L'objectiu d'aquest projecte és dissenyar, analitzar i optimitzar un sistema de tren elèctric complementari per a un cotxe de curses de Fórmula Student amb un ICE existent. El sistema de tren elèctric constitueix la principal font de moviment del vehicle, proporcionant un bon rendiment, una alta capacitat de resposta als comandaments del conductor i fiabilitat dels seus components. La fase de disseny consisteix a definir el marc de treball i els components per al sistema de tracció auxiliar que compleixen totes les normatives i especificacions donades per la competició Formula Student. El paquet de bateries es crearà a partir de zero i s'avalua la simulació de control d'una evolució del sistema de control dels motors. A més, es realitzarà una avaluació econòmica i mediambiental de tot el sistema híbrid, de manera que es tinguin en compte tots els punts de vista per a donar una visió real de l'hipotètic desenvolupament del seu ús. D'aquesta manera, es garanteix que els membres de l'equip disposaran d'una avaluació d'implementació real amb coneixements basats en l'estudi i experiència en el desenvolupament del sistema per a saber si és viable que l'equip incorpori el sistema en futurs prototips., The aim of this project is to design, analyse and optimize a complementary electric powertrain system for a Formula Student race car with an existing ICE. The powertrain system constitutes the main source of movement for the vehicle, providing good performance, high responsiveness to the driver’s commands and reliability of its components. The design phase involves defining the work frame and components for the auxiliary tractive system that will comply with all the regulations and specifications given by the Formula Student competition. The battery pack will be created from zero and the control simulation of an evolution to the control system of the motors will be assessed. Also, both an economic and environmental assessment of the whole hybrid system will be done, so that all of the points of view are taken into consideration as to put a real insight to the hypothetical development of its use. This way, there is the guarantee that team members will have a real implementation assessment with study-based know-how and expertise on the system’s development so as to know whether it is viable for the team to incorporate the system on future prototypes.

This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in Santos, S. [et al.]. Quantification of van der Waals forces in bimodal and trimodal AFM. "The Journal of chemical physics", 28 Maig 2023, vol. 158, núm. 20, article 204703 and may be found at https://doi.org/10.1063/5.0154196., The multifrequency formalism is generalized and exploited to quantify attractive forces, i.e., van der Waals interactions, with small amplitudes or gentle forces in bimodal and trimodal atomic force microscopy (AFM). The multifrequency force spectroscopy formalism with higher modes, including trimodal AFM, can outperform bimodal AFM for material property quantification. Bimodal AFM with the second mode is valid when the drive amplitude of the first mode is approximately an order of magnitude larger than that of the second mode. The error increases in the second mode but decreases in the third mode with a decreasing drive amplitude ratio. Externally driving with higher modes provides a means to extract information from higher force derivatives while enhancing the range of parameter space where the multifrequency formalism holds. Thus, the present approach is compatible with robustly quantifying weak long range forces while extending the number of channels available for high resolution., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Multifrequency atomic force microscopy (AFM) enhances resolving power, provides extra contrast channels, and is equipped with a formalism to quantify material properties pixel by pixel. On the other hand, multifrequency AFM lacks the ability to extract and examine the profile to validate a given force model while scanning. We propose exploiting data-driven algorithms, i.e., machine learning packages, to predict the optimum force model from the observables of multifrequency AFM pixel by pixel. This approach allows distinguishing between different phenomena and selecting a suitable force model directly from observables. We generate predictive models using simulation data. Finally, the formalism of multifrequency AFM can be employed to analytically recover material properties by inputting the right force model., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Quantification of conservative forces in multifrequency atomic force microscopy requires solving the general equations of the theory expressed in terms of the virials of interaction. Power law expressions are commonly utilized when dealing with electrostatic, ferroelectric, magnetic, or long range (van der Waals) forces. Here, we discuss long range forces modeled in terms of power laws (n), where the exponent n covers the range n ¼ 2–5, and employ the multifrequency theory to explore the relevant parameter space. Numerical integration of the equations of motion suggest that only a narrow range of operational parameters are available when imaging where the approximations are valid. Albeit these conditions exist, and the corresponding errors can be as low as 10% throughout for all exponents explored., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Since the inception of the atomic force microscope (AFM), dynamic methods (dynamic atomic force microscopy) have been very fruitful by establishing methods to quantify dissipative and conservative forces in the nanoscale and by providing a means to apply gentle forces to the samples with high resolution. Here, we discuss developments that cover over a decade of our work on energy dissipation, phase contrast, and the extraction of relevant material properties from observables. We describe the attempts to recover material properties via one-dimensional amplitude and phase curves from force models and explore the evolution of these methods in terms of force reconstruction, fits of experimental measurements, and the more recent advances in multifrequency AFM. We further discuss open questions and key possible paths to advance the field., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

2n Premi TIC Bages 2021, El propòsit d’aquest treball és la renovació del software d’un prototip de test de capçals i parts de subjecció de direccions assistides elèctricament en l’àmbit de la seva producció i les proves per garantir-ne el correcte funcionament. L’objectiu és partir d’una plantilla de test desenvolupada per Airtificial i integrar-hi els elements necessaris per fer funcionar el prototip, com són la seqüència de test específica o els anàlisis, posant especial èmfasi en aquests últims, els quals s’han definit de nou perquè s’ha considerat erroni el plantejament anterior. La primera part del treball, que comprèn els capítols dos i tres, té com a finalitat introduir el concepte de les direccions assistides elèctricament i definir el context del prototip P433-01. La resta de capítols presenten el desenvolupament de software realitzat i la seva validació. Aquest projecte s’ha desenvolupat a l’empresa Airtificial Intelligent Robots de Sant Fruitós de Bages., The purpose of this thesis is to implement a software update on a Test Headers & Part Subjection prototype headed to Electrical Power Steerings in the context of its production and testing to guarantee the correct performance of the subjection of the parts in the real machines. The aim is to start from a test template developed by Airtificial and to integrate the needed elements to make prototype functional, such as the test sequence or the data analysis, emphasizing on the last one, which has been rethought because the previous implementation has been considered wrong. First part of the thesis, developed in chapters two and three, has the purpose of introducing the concept of Electrical Power Steerings and contextualizing the prototype P433-01. The rest of chapters expose the software development and its validation. This project has been developed in Airtificial Intelligent Robots in Sant Fruitos de Bages., Award-winning

Implementació en simulink d’un inversor d’alta freqüència, que disposa d’una regulació per control de potencia. La seva principal aplicació és en el mon de l’estètica i la medicina. L’inversor consta d’una etapa DC-DC on és regula la tensió continua, mentre que la part DC-AC és una inversor ressonant LLC de pont complert. És fa una descripció i un anàlisis de l’etapa DC-DC que és convertidor buck, mentre que de la part ressonant es centre a que el seu nivell de voltatge sigui independent de la càrrega., Simulink implementation of a high frequency inverter, which has a regulation for power control. Its main application is in the world of aesthetics and medicine. The inverter consists of a DC-DC stage where the DC voltage is regulated, while the DC-AC part is a full-bridge LLC resonant inverter. It describes and analyzes the DC-DC stage, which is a buck converter, while focusing on the resonant part so that its voltage level is independent of the load.

Durant els últims anys, el sector industrial arreu del món ha patit fortes crisis que moltes empreses no han pogut suportar. AUSA no ha tingut les coses fàcils, i tot i haver estat sotmesa a canvis importants ha lluitat per tirar endavant i finalment, l’empresa torna a revifar. Jo vaig tenir la sort d’incorporar-me a AUSA, ja fa més de dos anys, en un moment de positivisme i de bones expectatives de futur. Tot i així, estic redactant aquest treball en un moment de força incertesa de cara al futur a causa de la crisis del COVID-19. Malgrat això sembla que la sortida d’AUSA d’aquest període està sent força millor del que s’esperava en un principi. Durant aquest temps m’he vist involucrat en un gran projecte. El projecte està enfocat a la gama Taurulift o gama de telescòpics, concretament en el model T144H Fase 2, el més petit de la gamma. Es tracta de la segona generació del telescòpic, de 2,5 tones, de transmissió hidrostàtica i capaç d’aixecar una massa de 1400 Kg a 4m d’altura (d’aquí el nom de T144H). Veurem doncs, quin són els passos a seguir per realitzar les instal·lacions elèctriques d’una màquina orientada a la indústria; des de l’estudi de viabilitat del projecte, el concepte de màquina, la tria de components i el disseny 2D i 3D de les instal·lacions elèctriques. Per últim, quedarà detallat el muntatge del primer prototip i validació de les instal·lacions dins l’empresa. Tot aquest procés es realitzarà segons la metodologia de l’empresa i utilitzant els softwares específics que tenim a l’abast., During recent years, the industrial sector throughout the world has suffered several crises that many companies could not survive. AUSA has not had an easy time, and despite undergoing major changes, it has struggled to move forward and the company is finally reviving. I was lucky to join AUSA, more than two years ago, at a time of positivism and good expectations for the future. However, I am writing this paper at a time of great uncertainty for the future due to the COVID-19 crisis. However, it appears that AUSA's output from this period is being much better than initially expected. During this time, I was involved in a big project. The project is focused on the Taurulift range or telescopic range, specifically the T144H Phase 2 model, the smallest in the range. This is the second generation of the telescopic, 2.5 tons, with hydrostatic transmission and capable of lifting a mass of 1400 Kg to 4m in height (hence the name T144H). We will see what are the steps to follow to carry out the electrical installations of an industry-oriented machine; from the feasibility study of the project, the concept of the machine, the choice of components and the 2D and 3D design of the electrical installations. Finally, the assembly of the first prototype and validation of the facilities within the company will be detailed. This whole process will be done according to the company's methodology and using the specific software we have at our disposal.

Una de les principals motivacions que ha dut al progrés en l'àmbit tecnològic, ha estat l'automatització de tasques manuals. S'ha comprovat que millora els resultats finals de les tasques i ens permet optimitzar el temps que hi dediquem. Aquesta és la motivació que ha portat a fer aquest treball. Tot i que, avui dia, és difícil trobar un sistema que no s'hagi automatitzat ja, n'hi ha alguns que es segueixen utilitzant de forma manual. Aquest és el cas de la gran majoria dels sliders de càmera, una eina de l'equip de rodatge dissenyada per a realitzar moviments durant la filmació. Per aquesta raó, en aquest treball es pretén utilitzar les tecnologies que es tenen a l'abast per motoritzar i automatitzar un slider de càmera. Amb aquest propòsit, es realitza l'estudi mecànic per poder dissenyar i construir un prototip. Havent establert el sistema electrònic pel prototip s'implementa un programa de control. En aquest programa de control es troba l'algorisme que permet moure el slider en dues tècniques de gravació diferents, Video Shot i Time Lapse. Per al control del slider, es dissenya una aplicació mòbil amb la qual es pot programar perquè realitzi diferents tipus de desplaçaments. Finalment, es camparen els resultats obtinguts amb els objectius plantejats a l'inici del projecte i es presenten algunes línies de futur., Una de las principales motivaciones que ha llevado al progreso en el ámbito tecnológico, ha sido la automatización de tareas manuales. Se ha comprobado que mejora los resultados finales de las tareas y nos permite optimizar el tiempo que le dedicamos. Esta es la motivación que ha llevado a hacer este trabajo. Aunque, hoy en día, es difícil encontrar un sistema que no se haya automatizado ya, hay algunos que se siguen utilizando de forma manual. Este es el caso de la gran mayoría de los sliders de cámara, una herramienta del equipo de rodaje diseñada para realizar movimientos durante la filmación. Por esta razón, en este trabajo se pretende utilizar las tecnologías que se tienen al alcance para motorizar y automatizar un slider de cámara. Con este propósito, se realiza el estudio mecánico para poder diseñar y construir un prototipo. Habiendo establecido el sistema electrónico por el prototipo se implementa un programa de control. En este programa de control se encuentra el algoritmo que permite mover el slider en dos técnicas de grabación diferentes, Video Shot y Time Lapse. Para el control del slider, se diseña una aplicación móvil con la que se puede programar para que realice diferentes tipos de desplazamientos. Finalmente, se comparan los resultados obtenidos con los objetivos planteados al inicio del proyecto y se presentan algunas líneas de futuro., One of the main motivations that has led to progress in the technological field, has been the automation of manual tasks. It has been proven to improve the final results of the tasks and allow us to optimize the time we spend. This is the motivation that has led to doing this job. Although it is difficult to find a system that has not already been automated, there are some that are still used manually. This is the case for the vast majority of camera sliders, a tool from the filming equipment designed to perform movements during filming. For this reason, this work aims to use the technologies that are available to motorize and automate a camera slider. For this purpose, the mechanical study is carried out to be able to design and build a prototype. Having established the electronic system by the prototype, a control program is implemented. In this control program you will find the algorithm that allows you to move the slider in two different recording techniques, Video Shot and Time Lapse. For slider control, a mobile app is designed with which you can program to perform different types of movements. Finally, the results obtained are compared with the objectives set at the beginning of the project and some lines of the future are presented.

El meu projecte consisteix en un llit de punxes per la placa de comunicacions de la família de PLC’s de l’empresa Industrial Shields M-Duino. Tenia vàries idees al cap del tipus de projecte que volia fer, pero finalment em vaig decantar per realitzar un projecte juntament amb l'empresa on estic treballant en l'actualitat, Boot&work, Corp,. S.L. (Industrial Shields). Hi havien diverses opcions de projecte dins l’empresa: disseny de nous equips industrials, controls de qualitat de producte, aplicacions de software, etc. Una de les més urgents era el llit de punxes per la placa de comunicacions. Vaig pensar que seria un projecte molt complert ja que no només l’electrònica, que és més el meu camp, era interessant, sinó que a més tenia un valor afegit ja que també hauria de desenvolupar també la part mecànica i de software. El llit de punxes, s'encarregarà de proporcionar un control de qualitat en les plaques de comunicacions M-Duino. Fins ara aquest procés es feia de manera completament manual i l’operari necessitava un minut per poder realitzar el test. A part d’aquest minut, el test no era tan fiable com ho serà el del llit de punxes, ja que no es contemplaven totes les característiques de la funcionalitat de la placa. Amb el llit de punxes aquest temps es redueix entre uns 3 i 5 segons i contemplem la funcionalitat de la placa el cent per cent. Finalment, el disseny d’aquest dispositiu facilitarà, accelerarà i millorarà la feina dels controls de qualitat de la empresa., My project consists of a bed of nails for communications board of the product M-Duino from Industrial Shields manufacturer. I had several ideas in my head about the types of projects I wanted to do, but finally I decided to carry out a project with the company where I am currently working, Boot&Work S.L. (Industrial Shields). There were several options within the company, design of new industrial equipment, product quality controls, software applications, etc. One of the most urgent was the bed of nails for the communications board. I thought it would be a very complete project since not only the electronics, which is more my field, was interesting, but also it had an added value because I should also develop the mechanical and software part. The bed nails, will be responsible for providing quality control in the M-Duino communications boards. Until now this process was done completely manually where the operator needed a minute to perform the test. Apart from this minute, the test was not as reliable as the bet of nails test, since all the characteristics of the board functionality were not contemplated. With the bed of nails this time is reduced between 5 and 10 seconds and we contemplate whole functionality of the board. Finally, the design of this device will facilitate, accelerate and improve the work of the quality controls of the company.

The automated measurement system of pcb project (hereinafter, AMSOP), is intended to develop an automated system which improve the way to carry out different tests in a printed circuit board (pcb). The project mainly focuses on developing a LabVIEW VI (LabVIEW application) that allows to control a physical coordinate system (System) through hardware components to measure electric voltage of a pcb. The data will be collected and stored to use it in future reports. More specifically, the AMSOP is created for the users who must take repeated measures and/or during a long time. The project is carried out by Mr. Sergio Lorente Espigares in the framework of Ficosa International S.A., with the help of Mr. Josep Font Teixidó. With different backgrounds and technical skills, I am going to work during the following semester on AMSOP, that will help the user to take measures efficiently, saving time and resources by removing repetitive work. In the end, it is expected that the AMSOP will be an instrument able to guarantee of productive data collection.

Aquest projecte està destinat, bàsicament, a la formació en una matèria que és d‟interès per a l‟estudiant i que aporta molts coneixements relacionats amb el camp d‟estudi del grau realitzat. A part d‟aprofundir en el tema de les comunicacions electròniques (com és el bus CAN), també aporta coneixements sobre protocols de comunicació electrònics i permet dur a terme una formació avançada de programació en LabVIEW. I encara més, permet obtenir informació general sobre l‟electrònica que engloba el camp de l‟automobilística. En primer lloc, en aquest informe, s‟expliquen els fonaments teòrics necessaris per entendre, a posteriori, el cos del projecte. A continuació, es descriu l‟estructura de l‟aplicació LabVIEW que s‟ha emprat per comunicar-se amb l‟EPS. Després, s‟exposa pas a pas el procés de connexió físic i el material que ha estat necessari per dur-lo a terme. Tot seguit, es descriu el procés de creació de l‟arxiu amb la informació que serà enviada pel bus CAN (arxiu CCP). Per últim, s‟explica com s‟ha de fer per dur a terme la monitorització del canal, es fa un debug dels senyals enviats i, per tal de fer tot el procés més entenedor, es mostra pas a pas el procés d‟assistència de l‟EPS. L‟objectiu final d‟aquest informe és posar per escrit tots aquests coneixements obtinguts per tal que una persona lectora amb una base en electrònica en pugui extreure informació nova i interessant i que la resta de lectors puguin introduir-se en nous conceptes.

Aquest projecte esta enfocat a la recerca de trobar un sistema de comunicació remota que es pugi utilitzar en un període de temps curt, per poder realitzar diagnosis dels equips de Macsa. D’aquesta manera es vol realitzar un estudi per saber si la opció mes viable per aquest projecte és la de realitzar nosaltres tot el sistema i tots els ajustos necessaris, o bé, fer un estudi del mercat actual per saber quin o quins productes podrien satisfer les nostres necessitats i objectius. Un cop realitzat aquest estudi, en cas de que la primera opció sigui la mes adient, es procedirà juntament amb el departament de I+D a la fabricació del prototip necessari per a poder tirar endavant amb el projecte. En cas de que la solució mes idònia fos la de comprar un producte que fos estàndard i s’ajustés el màxim possible a les nostres necessitats, s’hauria de comprovar el cost que tindria realitzar tot el procés de compra + lloguer servidors + manteniments. Un cop fet el pas anterior es procediria a la producció d’uns prototips de proves els quals, s’implementarien a nivell nacional per comprovar el seu funcionament i viabilitat. En els dos casos, també seria necessari dissenyar un pla d’informació en el que decidirem que voldrem aprofitar amb l’equip, i realitzar els protocols de comunicació necessaris per poder enviar i rebre la informació a traves del que anomenem Device, que serà, el conjunt de dispositius electrònics necessaris per poder realitzar la transmissió de dades. Per últim, es voldrà accedir a aquesta informació via pàgina web, així que serà necessari fer el disseny d’una pàgina on sigui possible editar i rebre tota la informació planificada, també es voldrà fer un disseny que sigui el més entenedor i agradable a la vista possible, per poder facilitar la diagnosis a la persona que estarà darrere de la pantalla.

En este documento se explica detalladamente el desarrollo del diseño de un sistema domótico para el control y simulación de una vivienda de una planta, mediante un Control Lógico Programable (PLC) modular, modelo de la gama ModiconTM del fabricante Schneider Electric; en concreto se usará el TM-251MESC. Se mostrará la integración Ethernet para servicios Web, así como una interface gráfica entre Usuario -Sistema a través de pantallas visuales de acceso de forma local o remota. Es un sistema seguro, protegido por contraseñas, que le permite al usuario administrador configurarse su confort y seguridad de una forma sencilla, así como supervisar y configurar en todo momento el estado de la vivienda e influir sobre ella esté donde esté. Los sistemas de control están rigurosamente definidos por niveles de prioridad, que facilitan un control y protección de la vivienda tanto de los fenómenos atmosféricos como de los intrusos. Al usarse sistema de control industrial requiere el uso de servicio de Ethernet y cableado entre sus dispositivos. Por esta razón, constituye un sistema de cableado como regla general. Se ha desarrollado un programa personalizado para la asistencia técnica que permita supervisar el estado de los sensores, a través de simulaciones en caliente.

Here we present the Mendeleev–Meyer Force Project which aims at tabulating all materials and substances in a fashion similar to the periodic table. The goal is to group and tabulate substances using nanoscale force footprints rather than atomic number or electronic configuration as in the periodic table. The process is divided into: (1) acquiring nanoscale force data from materials, (2) parameterizing the raw data into standardized input features to generate a library, (3) feeding the standardized library into an algorithm to generate, enhance or exploit a model to identify a material or property. We propose producing databases mimicking the Materials Genome Initiative, the Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLARS) or the PRoteomics IDEntifications database (PRIDE) and making these searchable online via search engines mimicking Pubmed or the PRIDE web interface. A prototype exploiting deep learning algorithms, i.e. multilayer neural networks, is presented., Award-winning, Postprint (author's final draft)

Aquest treball es basa en la creació del layout d’una planta industrial i tota la instal·lació elèctrica que comporta. En aquesta planta s’hi fabricaran fundes per a seients de cotxe. Hi veurem detallat com distribuir cada zona de la planta per obtenir uns resultats de fabricació eficients. Per a poder entendre de forma fàcil el procés, detallarem com es fa un coixí davanter, ja que és la part mes entenedora a l’hora d’explicar i entendre el seu muntatge. Finalment, també s’hi ha inclòs un apartat de prevenció en cas d’incendi amb tot el necessari per si es produís.

Establishing the presence or absence of nanoscale compositional heterogeneity with nanoscale resolution is becoming instrumental for the development of many fields of science. Force versus distance measurements and parameters directly or indirectly derived from these profiles can be potentially employed for this purpose with sophisticated instruments such as the atomic force microscope (AFM). On the other hand, standards are necessary to reproducibly and conclusively support hypothesis from experimental data and these standards are still emerging. Here, we define a set of standards for providing data originating from atomic force measurements to be employed to compare between sample properties, parameters, or, more generally, compositional heterogeneity. We show that reporting the mean and standard deviation only might lead to inconsistent conclusions. The fundamental principle behind our investigation deals with the very definition of reproducibility and repeatability in terms of accuracy and precision, and we establish general criteria to ensure that these hold without the need of restricting assumptions., Postprint (author’s final draft)

While the fundamental limit on the resolution achieved in an atomic force microscope (AFM) is clearly related to the tip radius, the fact that the tip can creep and/or wear during an experiment is often ignored. This is mainly due to the difficulty in characterizing the tip, and in particular a lack of reliable methods that can achieve this in situ. Here, we provide an in situ method to characterize the tip radius and monitor tip creep and/or wear and biomolecular sample wear in ambient dynamic AFM. This is achieved by monitoring the dynamics of the cantilever and the critical free amplitude to observe a switch from the attractive to the repulsive regime. The method is exemplified on the mechanically heterogeneous sample of single DNA molecules bound to mica mineral surfaces. Simultaneous monitoring of apparent height and width of single DNA molecules while detecting variations in the tip radius R as small as one nanometer are demonstrated. The yield stress can be readily exceeded for sharp tips (R<10 nm) at typical operating amplitudes (A>10nm). The ability to know the AFM tip radius in situ and in real-time opens up the future for quantitative nanoscale materials properties determination at the highest possible spatial resolution., Preprint

Outgoing

2n Premi Domènec Valero 2014, Award-winning

In dynamic atomic force microscopy, nanoscale properties are encoded in the higher harmonics. Nevertheless, when gentle interactions and minimal invasiveness are required, these harmonics are typically undetectable. Here, we propose to externally drive an arbitrary number of exact higher harmonics above the noise level. In this way, multiple contrast channels that are sensitive to compositional variations are made accessible. Numerical integration of the equation of motion shows that the external introduction of exact harmonic frequencies does not compromise the fundamental frequency. Thermal fluctuations are also considered within the detection bandwidth of interest and discussed in terms of higher-harmonic phase contrast in the presence and absence of an external excitation of higher harmonics. Higher harmonic phase shifts further provide the means to directly decouple the true topography from that induced by compositional heterogeneity., Peer Reviewed, Postprint (published version)

The monitoring of the deflection of a micro-cantilever, as the end of a sharp probe mounted at its end, i.e. the tip, interacts with a surface, forms the foundation of atomic force microscopy AFM. In a nutshell, developments in the field are driven by the requirement of obtaining ever increasing throughput and sensitivity, and enhancing the versatility of the instrument to simultaneously map the topography and quantify nanoscale processes and properties. In the most common dynamic mode of operation, the motion of the driven cantilever is monitored at a single point on its longitudinal axis. Here, we show that from this single point a waveform is obtained that contains all the details about conservative and dissipative interactions. Then a formalism that accounts for multiple arbitrary flexural modes is developed for an indirectly driven cantilever. The formalism is shown to allow recovery of the details of the interaction even in the presence of complex and relevant hysteretic forces when the cantilever oscillates in the steady state. In a different approach, we develop a formalism that monitors the wave profile of the cantilever, i.e. the waveform at five different points on its longitudinal axis. With this formalism the interaction can be reconstructed during a single oscillation cycle even in the transient state of oscillation. Finally, we discuss the potential and advantages of the proposed methods and future technical challenges. Other standard and state of the art techniques and methods are also discussed and compared with the ones presented here. This work should also provide insight into the current high throughput-high sensitivity developments dealing with multifrequency dynamic AFM where information is recovered from multiple eigenmodes. © 2013 The Royal Society of Chemistry., Peer Reviewed, Postprint (published version)

A way to operate fundamental mode amplitude modulation atomic force microscopy is introduced which optimizes stability and resolution for a given tip size and shows negligible tip wear over extended time periods ( 24 h). In small amplitude smal l set-point (SASS) imaging, the cantilever oscillates with sub-nanometer am plitudes in the proximity of the sample, without the requirement of using large drive forces, a s the dynamics smoothly lead the tip to the surface through the water layer. SASS is demonstrat ed on single molecules of double-stranded DNA in ambient conditions where sharp silicon tips (R 2–5 nm) can resolve the right-handed double helix, Peer Reviewed, Postprint (published version)

Des de la seva creació, el microscopi de força atòmica (AFM) ha estat àmpliament utilitzat sobretot per la caracterització de superfícies, obtenint imatges topogràfiques amb una resolució espacial de l’ordre o fins i tot inferior al nanòmetre. L’AFM també ha estat utilitzat per manipular matèria a la nanoescala. El fet de no necessitar de materials o superfícies conductores elèctriques, l’ha convertit en un instrument valuós per camps com la química, la geologia i la ciència dels materials. Gràcies a que pot treballar en condicions ambientals i favorables a la vida, és a dir, en aire o líquid i amb la presència d’un determinat grau d’humitat ambiental, sense necessitat de fer el buit ni de recobrir les mostres amb capes conductores, el converteix en una eina única per a la biologia. Les contribucions a la caracterització de l’AFM permeten millorar les seves prestacions i a la vegada avançar en la comprensió dels fenòmens físics a nivell de la nanoescala. En aquest treball presentem el desenvolupament d'una metodologia objectiva i la seva implementació numèrica corresponent, que proporciona informació quantitativa sobre la sensibilitat que podem obtenir, en termes de resolució espacial, dels dos modes dinàmics més utilitzats en l’AFM. Utilitzem el concepte d’horitzó espacial per descriure i quantificar la capacitat potencial de cada mode dinàmic per detectar un defecte atòmic en una superfície, contràriament a treballs anteriors que eren qualitatius i relativament subjectius. També presentem estudis numèrics relacionats amb els fenòmens nanoscalars que tenen lloc quan hi ha interacció entre dues superfícies recobertes de capes d’aigua absorbides i la pertinent formació i ruptura de ponts capil·lars. Els resultats obtinguts reprodueixen més acuradament el comportament experimental observat, que no havia estat anteriorment reproduït ni publicat. Concretament, en aquesta contribució reportem per primera vegada l’existència d'una força neta atòmica d’interacció pràcticam, The atomic force microscope (AFM) is currently employed for high spatial sample characterization in the nanoscale. Since the surfaces do not need to be electrical conductors, AFM has become a valuable tool for fields such as chemistry, geology and materials science. The AFM can be operated under environmental and bio-friendly conditions making it a unique tool for biology. Contributions to the characterization of the AFM allow improving its performance and simultaneously advance in the understanding of physical phenomena at the nanoscale. This works presents the development of a methodology that provides quantitative information about the sensitivity that can be obtained in terms of spatial resolution in the two main modes of dynamic AFM. The concept of spatial horizon is employed to describe and quantify the capacity of each dynamic mode to detect an atomic defect in a surface as opposed to previous works which where qualitative and relatively subjective. We further present numerical models related to nanoscale phenomena observed in the interaction between water films absorbed on surfaces. The results presented here accurately reproduce phenomena that has not been previously reproduced nor reported. We report for the first time the existence of an atomic net interaction force that is practically independent of the separation. The force extends a few nanometers above surfaces exposed to moisture over time in ambient conditions. Finally, a study related to chemical and/or mechanical nanoscale properties and phenomena, such as the presence of absorbed water layers, is presented and discussed in terms of subharmonic excitation in dynamic AFM. A theory with the potential of employing subharmonics as a tool for the detection of water on nanoscale heterogeneous surfaces is also put forward., Postprint (published version)

En l’assignatura de Tecnologies, a l’Educació Secundària Obligatòria, l’aula de tecnologia representa un element molt important en el desenvolupament de la matèria. L’aula de tecnologia es pot utilitzar com un simple espai de pas, on l’alumne/a aprofiti les eines i altres materials per fer els projectes encomanats, o bé fer-se servir com un espai integrador. En aquesta línia, aquest treball pretén ser una guia per tal de millorar la gestió i la seguretat a l’aula de tecnologia mitjançant l’aplicació d’una proposta de projectes per a l’alumnat de tecnologies de l’Educació Secundària Obligatòria. La idea de realitzar el treball sobre aquesta temàtica neix arran d’una sèrie de deficiències que es van detectar pel que fa a la seguretat i la gestió dels residus a l’aula de tecnologia del centre on vaig realitzar les pràctiques del Màster. Durant el primer trimestre del present curs es va produir un petit accident amb un alumne, que va haver de ser atès a la infermeria del centre. Arran d’això el Departament de Tecnologia va decidir que havia de canviar la situació que s’havia produït fins al moment. Per tal d’aconseguir aquesta millora em van proposar l’opció de realitzar el TFM sobre aquest tema. L’aula de tecnologia és un espai clau al llarg dels tres primers anys de l’ESO. Tots els alumnes del centre hi treballen, com a mínim, una hora cada 15 dies per tal de dur a terme activitats i projectes propis de l’àrea de tecnologia. Dins l’aula, l’alumnat està envoltat d’eines, equips i materials diversos que no coneixen molt, o bé amb els que no està gaire familiaritzat a treballar-hi. Tot això fa que els alumnes estiguin exposats a una sèrie de riscos i situacions que poden ser perilloses si no es tracten amb determinació i cura. Amb l’objectiu de determinar quines són les principals deficiències i riscos més comuns dins del taller de tecnologia la primera part del treball anirà encaminada a descriure l’aula de tecnologia i a realitzar una avaluació inicial dels riscos que

En l’assignatura de Tecnologies, a l’Educació Secundària Obligatòria, l’aula de tecnologia representa un element molt important en el desenvolupament de la matèria. L’aula de tecnologia es pot utilitzar com un simple espai de pas, on l’alumne/a aprofiti les eines i altres materials per fer els projectes encomanats, o bé fer-se servir com un espai integrador. En aquesta línia, aquest treball pretén ser una guia per tal de millorar la gestió i la seguretat a l’aula de tecnologia mitjançant l’aplicació d’una proposta de projectes per a l’alumnat de tecnologies de l’Educació Secundària Obligatòria. La idea de realitzar el treball sobre aquesta temàtica neix arran d’una sèrie de deficiències que es van detectar pel que fa a la seguretat i la gestió dels residus a l’aula de tecnologia del centre on vaig realitzar les pràctiques del Màster. Durant el primer trimestre del present curs es va produir un petit accident amb un alumne, que va haver de ser atès a la infermeria del centre. Arran d’això el Departament de Tecnologia va decidir que havia de canviar la situació que s’havia produït fins al moment. Per tal d’aconseguir aquesta millora em van proposar l’opció de realitzar el TFM sobre aquest tema. L’aula de tecnologia és un espai clau al llarg dels tres primers anys de l’ESO. Tots els alumnes del centre hi treballen, com a mínim, una hora cada 15 dies per tal de dur a terme activitats i projectes propis de l’àrea de tecnologia. Dins l’aula, l’alumnat està envoltat d’eines, equips i materials diversos que no coneixen molt, o bé amb els que no està gaire familiaritzat a treballar-hi. Tot això fa que els alumnes estiguin exposats a una sèrie de riscos i situacions que poden ser perilloses si no es tracten amb determinació i cura. Amb l’objectiu de determinar quines són les principals deficiències i riscos més comuns dins del taller de tecnologia la primera part del treball anirà encaminada a descriure l’aula de tecnologia i a realitzar una avaluació inicial dels riscos que

Multifrequency atomic force microscopy holds promise as a method to provide qualitative and quantitative information about samples with high spatial resolution. Here, we provide experimental evidence of the excitation of subharmonics in ambient conditions in the regions where capillary interactions are predicted to be the mechanism of excitation. We also experimentally decouple a second mechanism for subharmonic excitation that is highly independent of environmental conditions such as relative humidity. This implies that material properties could be mapped. Subharmonic excitation could lead to experimental determination of surface water affinity in the nanoscale whenever water interactions are the mechanism of excitation., Postprint (published version)

Constantment, sentim a dir que els adolescents tenen problemes d'atenció i concentració. Les aules estan plenes d'alumnes diagnosticats amb dèficit d'atenció, alumnes disruptius, amb poca concentració... En canvi ens trobem adolescents capaços d'estar hores i hores davant d'un ordinador, resolent una sèrie de reptes que se'ls planteja, conversant amb altres persones a les xarxes socials... estan jugant amb videojocs, movent-se per realitats virtuals o per xarxes socials. Si són capaços de realitzar aquestes tasques, potser el problema és com els enfoquem els requeriments a l'aula? Aquest treball intenta analitzar quins tipus de videojocs i xarxes socials són els que capten l'atenció de l'alumnat. Estudiar-ne l'estructura i raons d'èxit, i reflexionar sobre la possibilitat d'adoptar aquest funcionament i estructura a les activitats de l'aula, fins i tot la realització d'aquestes tasques en entorns diferents: videojocs, multimèdia, etc... En definitiva, aquestes noves tecnologies no només com a elements motivadors, si no com a eines d'aprenentatge. Des de la humilitat de no ser un expert en pedagogia ni en noves tecnologies, simplement vull fer una reflexió, amb dades extretes a l’aula, de l’ús que se’n va d’aquestes noves tecnologies, i el que se’n podria fer. Només pretenc assenyalar, principalment, unes pautes del que per a mi podria ser un treball molt més exhaustiu, i de major qualitat al respecte, que finalitzés amb la creació d’eines específiques per a un aprenentatge concret fent servir aquests recursos. Per a arribar a aquest resultat final caldria un treball superior, al que suposa aquest treball fi de màster, i coneixements superiors als que jo tinc.

In dynamic atomic force microscopy (AFM) the cantilever is vibrated and its dynamics are monitored to probe the sample with nanoscale and atomic resolution. Amplitude and frequency modulation (AM and FM) atomic force microscopy have established themselves as the most powerful, robust and reliable techniques in the field. Nevertheless, it is still debatable whether one or the other technique is preferred in a given medium or experiment. Here, we quantitatively establish the limitations in resolution of one and the other technique by introducing the concept of space horizon SH and quantifying it. The SH is the limiting space boundary beyond which collective atomic interactions do not affect the detection parameters of a given feedback system. We show that while an FM feedback can resolve an atom where an AM feedback might fail, relative contrast is in fact equivalent for both feedback systems. That is, if the AM feedback could detect sufficiently small amplitude shifts and there was no noise, single atom imaging would be equivalent in AM and FM., Postprint (published version)

We describe fundamental energy dissipation in dynamic nanoscale processes in terms of the localization of the interactions. In this respect, the areal density of the energy dissipated and the effective area of interaction in which each process occurs are calculated for four elementary dissipative processes. It is the ratio between these two, which we term M that provides information about how localized the interactions are. We show that neither the phase lag, nor the magnitude of the energy dissipated alone provide information about energy localization but M has to be considered instead., Postprint (author’s final draft)

Peer Reviewed, Postprint (published version)

Degut al canvi de normativa, de LOGSE a LOE en el Cicle Formatiu de Grau Mitjà d’instal·lacions de producció de calor, el departament de formació professional de l’institut on he realitzat el pràcticum ha de refer totes les programacions dels mòduls professionals. Aquest treball aporta un nou model de programació, avaluació i pràctiques tècniques d’un mòdul concret (Muntatge i manteniment d’instal·lacions calorífiques) del cicle formatiu, aquests nous models s’han realitzat pensant en tot moment en unes estratègies metodològiques per aconseguir que l’alumne s’impliqui més en les activitats proposades fent que l’alumne sigui responsable del seu aprenentatge i en conseqüència fer que augmenti la seva motivació, participació, esforç i disminueixi l’absentisme. Les pràctiques tècniques proposades estan pensades perquè l’alumne faci servir la seva creativitat i capacitat per resoldre problemes en situacions que es poden trobar al món laboral. Per això s’ha tingut molt en compte la reglamentació aplicable en les instal·lacions que fa referència el mòdul professional, fent que en la realització d’aquestes, sigui indispensable la consulta i interpretació de la reglamentació amb l’objectiu que els alumnes adquireixin un hàbit de treball seguint uns procediments de seguretat i de qualitat. Per aconseguir aquest objectiu s’ha introduït una tasca (fitxa descriptiva) que consisteix en recollir la informació i procediment d’actuació necessaris per realitzar l’activitat proposada on l’alumne l’ha de realitzar abans d’entrar al taller. Totes les activitats realitzades s’avaluaran per mitjà d’una graella d’avaluació que recull les competències clau que s’han d’adquirir i es valoren molt positivament a l'hora d’entrar al món laboral i que mostren el perfil de treballador que pot ser. Aquestes competències recullen les capacitats tècniques, d’habilitat, actitudinals i de qualitat. Amb tot el que s'ha exposat anteriorment, no només s’aconsegueix realitzar un canvi de normativa curricul

El PFC té com a objectiu el disseny i posterior implementació d'un prototip de placa electrònica industrial, capaç de capturar i gestionar dades de qualsevol procés automatitzat mitjançant protocol de comunicació Modbus. Particularment, el nostre projecte permet fer una adquisició de dades de tots els possibles sensors i actuadors que poden formar part d'un procés industrial i transmetre-les a un PC per comunicació RS-485. Posteriorment, es tracten tot el seguit de dades, es verifiquen i gestionen a un correcte ús automatitzat. El desenvolupament del projecte, comprèn el disseny del prototip, la insolació de la placa de circuit imprès, muntatge del prototip, el software de programació de la placa en un entorn automatitzat amb protocol Modbus i una interfície gràfica perquè l'usuari pugui interactuar amb la placa. Tot el mòdul d'entrades analògiques i entrades / sortides digitals està controlat per un microcontrolador PIC 18F4620.

L’objectiu d’aquest treball és crear una aplicació per a telèfons mòbils que ens permeti llegir un codi de barres de dues dimensions del tipus QR‐Code, l’escanejat serà simplement fer una foto amb la càmera del mòbil, i en el moment en que es processi la informació podrem saber el contingut del text, ja que aquests codis poden emmagatzemar texts sencers en el mateix símbol. Un cop tenim la informació al mòbil, podem tractar‐la de diferents maneres segons la especificació que tingui o del tipus que sigui, per exemple pot ser un text amb una direcció de correu o numero de telèfon i el podrem enviar via WAP, SMS o Bluetooth a través del mòbil. Com també el codi pot contenir una direcció web a on hi podrem anar‐hi directament, o simplement contenir un numero de telèfon per trucarhi. Una altra utilitat és queel QR‐Code formi part d’una targeta de visita o presentació, en que prenent una foto d’aquest podem obtenir les dades complertes de la persona dins del mòbil, sense tenir que entrar manualment la informació. La següent memòria s’estructura en diferents parts, primer s’explica com funciona un codi de barres de 2 dimensions QR‐Code i els avantatges d’aquest respecte els altres codis 2D, com també els avantatges sobre els codis convencionals de 1 dimensió, també s’explica el procés que es segueix per descodificar un codi d’aquest tipus. La següent part és com capturar la imatge amb la càmera del telèfon,aquí ha d’interactuar el software amb el hardware d’aquest,i s’utilitzen criteris standarditzats com la configuració CLDC i el perfil MIDP. Un cop capturada la imatge del codi aquest serà descodificat, abans d’això s’explicaran les característiques d’aquests codis i quin és el procediment que s’ha de seguir per poder‐los descodificar, aquest procediment s’implementarà amb un programa per poder‐lo utilitzar amb el mòbil. Un cop tenim el missatge descodificat al mòbil depenent del tipus que sigui podrem realitzar diferents tasques, com anar a una pàgina web si el missatge

Transitions between the attractive and the repulsive force regimes for amplitude modulation atomic force microscopy (AFM) can be either discontinuous, with a corresponding jump in amplitude and phase, or continuous and smooth. During the transitions, peak repulsive and average forces can be up to an order of magnitude higher when these are discrete. Under certain circumstances, for example, when the tip radius is relatively large (e.g. R > 20–30 nm) and for high cantilever free amplitudes (e.g. A0 > 40–50 nm), the L state can be reached with relatively low set-points only (e.g. Asp/A0 < 0.30). We find that these cases do not generally lead to higher resolution but increase the background noise instead. This is despite the fact that the imaging can be non-contact under these conditions. The appearance of background noise is linked to increasing cantilever mean deflection and tip–surface proximity with increasing free amplitude in the L state. Cantilever dynamics in amplitude modulation AFM: Continuous and discontinuous transitions (PDF Download Available). Available from: https://www.researchgate.net/publication/231025693_Cantilever_dynamics_in_amplitude_modulation_AFM_Continuous_and_discontinuous_transitions [accessed Mar 27, 2017]., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

El projecte es basa en el desenvolupament d’una rampa hidràulica per a l’avaluació dels riscos de bolcatge (RHB), que inclou una part mecànica i una part hidràulica. L’objectiu de dissenyar aquesta rampa hidràulica ha estat amb l’únic propòsit de fer una avaluació de la seguretat per bolcatge per a vehicles industrials (tractors de grans dimensions).

Este trabajo presenta un estudio del convertidor Boost Bidireccional con filtro de salida, abordando los aspectos de modelación y control. Se presenta un modelo de pequeña señal que permite separar los polos del convertidor de los polos del filtro de salida poniendo de manifiesto la escasa influencia de la parte lineal (filtro) sobre la dinámica del sistema. Se estudian asimismo distintas estrategias de control en pequeña señal de un solo lazo (realimentación de la tensión de salida) y de dos lazos (control en modo corriente) que ponen de manifiesto la mejora de la dinámica del regulador en este ultimo caso. Finalmente, se extiende la realimentación de estado en el caso del comportamiento no lineal del convertidor. Dicha extensión conduce a una síntesis de controles en el dominio temporal, que han sido simulados y corroborados experimentalmente, permitiendo establecer la eficacia del control en modo corriente en régimen de gran señal., Postprint (published version)