Ingeniería Electrónica
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Item Metadata only Diseño e implementación de un sistema electrónico que promueve el depósito de bandejas y utensilios(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-19) Espinoza Contreras, José Ernesto; Carrera Soria, Willy EduardoLa falta de cultura y educación respecto al orden y limpieza es un problema que se ve reflejado día a día en la sociedad. En los comedores, se percibe un desinterés por gran parte del público en situar los utensilios en el lugar correcto después de su utilización. Por consiguiente, estos lugares lucen descuidados y sucios. El propósito de esta tesis es diseñar un equipo electrónico recolector para animar así al público a depositar los elementos de cubertería después de su uso. En el capítulo 1 se detalla acerca de las consecuencias generadas debido a este problema, así como la razón por la cual se diseña este sistema electrónico. En el capítulo 2 se comenta acerca de aquellos equipos que comparten ciertas características con este dispositivo tales como otorgamiento de objetos, lectura de objetos metálicos (cubiertos, latas), comunicación inalámbrica, entre otros. Seguidamente, en el capítulo 3 se explica el alcance de esta tesis, también el diseño e implementación de las diversas estructuras que contiene, la elección de componentes, así como los circuitos electrónicos. El capítulo 4 abarca los ensayos, pruebas en conjunto y resultados obtenidos. Finalmente, se presentan las conclusiones y recomendaciones, especialmente al público que va a interactuar con el equipo.Item Metadata only Diseño e implementación de un sistema de monitoreo para una máquina universal de ensayos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-19) Rodríguez Puitiza, Patricia Yesenia; Carrera Soria, Willy EduardoDebido a la alta demanda de controles de calidad de productos, los ensayos de materiales son realizados en varios ámbitos de la industrial para determinar el comportamiento de un material. Actualmente, las máquinas más modernas cuentan con tecnología incorporada que optimiza el desarrollo de los ensayos por medio de la adquisición de datos, lo que reduce los porcentajes de error de lectura gracias a la presencia de un sistema de monitoreo. El presente trabajo de tesis se basa en el diseño e implementación de un sistema de monitoreo para una Máquina Universal de Ensayos, propiedad de la Pontificia Universidad Católica del Perú. Este propone optimizar el desarrollo de ensayo de materiales que los alumnos de la especialidad de Ingeniería Mecánica de la PUCP realizan actualmente. Entonces, el sistema de monitoreo desarrollado se encargará de monitorear los parámetros de fuerza y desplazamiento durante el desarrollo de un ensayo de materiales (compresión o tracción). Estos parámetros podrán ser visualizados en una interfaz gráfica de usuario en tiempo real; además, el sistema de monitoreo contará con un panel visualizador de las variables de fuerza y desplazamiento, y proveerá un control secundario de actuadores en la planta que brindarán seguridad a todo el sistema. En el capítulo I, se explican conceptos generales sobre el sistema monitoreo para máquinas universales de ensayos; asimismo, se describen algunos equipos comerciales. En el capítulo II, se aborda el marco problemático actual y los objetivos del presente trabajo de tesis. En el capítulo III, se desarrolla el diseño e implementación de un sistema de monitoreo para una máquina universal de ensayos: el hardware y software desarrollado. Finalmente, en el capítulo IV, se describen los ensayos realizados y se muestran los resultados del sistema implementado.Item Metadata only Mejora e implementación del hardware para un sistema de acceso vehicular a la PUCP basado en tecnología RFID y detección de placas vehiculares(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-04) Chavarri Freyre, Alvaro Alonso; Carrera Soria, Willy EduardoEl fin del presente trabajo de tesis es la implementación física de los elementos de hardware para un sistema de ingreso vehicular a la Pontificia Universidad Católica del Perú, enfocado en el uso adecuado de las herramientas tecnológicas vigentes para reducir las afecciones de tiempo, economía y de seguridad en el ingreso a la universidad. El diseño del trabajo partió del que fuese presentado por el Ing. Luis Gomero Vásquez, en su tesis, “Diseño de un sistema de acceso vehicular a la PUCP basado en tecnología RFID y procesamiento de placas vehiculares”, PUCP, 2017. En el presente trabajo se realizaron mejoras del diseño inicial para prevalecer el enfoque mencionado inicialmente, reduciendo gastos en computadores y empleando bases de datos en Internet. Para la labor se emplearon tecnologías como las tarjetas de radiofrecuencia para la identificación de los usuarios, cámaras web para la recopilación de imágenes, placa de desarrollo Arduino para el accionamiento de indicadores visuales y mecánicos; así como para la recepción de datos de las tarjetas electromagnéticas, data enviada a una base de datos mediante un módulo Ethernet. Además, una placa de desarrollo Raspberry para el procesamiento de imágenes y comunicación con servidores en Internet. Dado que el proyecto parte del concepto de “internet de las cosas” o IOT, en el que los elementos realizan comunicación de datos con internet para la gestión de la información relevante y acciones ante la gestión de estos en la nube. Se emplearán circuitos adicionales para este fin, como es el caso de las placas Arduino Ethernet y el aprovechamiento de la integración del Raspberry Pi 3 a través de su placa Ethernet incorporada. Del mismo modo, se hará mención a la lógica de recibo de datos en los servidores virtuales para que estos puedan interpretar la información recibida, y la recopilación de imágenes por las cámaras en el ingreso vehicular para su procesamiento; para lo cual no se entrará a detalle en los algoritmos y programación por no estar en el alcance del presente estudio. Pero sí será necesario explicarlo para entender la elección de los equipos del proyecto. Los cuales deben cumplir con los requisitos que la parte de software plantea.Item Metadata only Diseño e implementación de un sistema de detección de gases y humo en ambiente de cocina – sistema superior(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-03) Sosa Espinoza, Willy Martin; Carrera Soria, Willy EduardoLa problemática que envuelve el uso de combustibles como el gas licuado de petróleo para la cocción de alimentos radica en el tipo de controles que se emplean en el Perú para evitar fugas que susciten accidentes. Un ejemplo es el sucedido en la picantería “La Norteña” ubicada en el distrito de La Victoria que generó 12 heridos y 1 muerto debido a la fuga de gas y que no pudo ser percibido a tiempo debido a los olores de la cocción de los alimentos. Ante esta problemática se decide diseñar e implementar un sistema que permita detectar en una etapa temprana la fuga de gas y presencia de humo en un ambiente de cocina, este sistema adicionalmente deberá ejecutar cierta acción sobre el entorno a fin de minimizar el riesgo existente. Para lo cual se planteó usar dos subsistemas, uno dedicado a la detección de fuga de gas y que permita el cierre del balón de gas y otro dedicado a la detección de humo y emisión de alarmas sonoras y luminosas, adicionalmente estos dispositivos deberán de mantener comunicación constante para emitir las alertas necesarias. Debido a motivos de sustentación, el presente trabajo desarrolla sólo el sistema encargado de detectar la presencia de humo y emisión de alarmas sonoras y luminosas. Para comprobar el funcionamiento de este sistema se plantea la comprobación a través de varios ensayos en los cuales, como primer paso, se verifiquen cada una de las partes independientemente, para luego integrar las mismas y realizar pruebas en conjunto. Como resultado de dichos ensayos se pudo comprobar que los dispositivos seleccionados para el diseño del sistema de detección de humo y emisión de alarma reaccionaba dentro de los 50 primeros segundos y que se pudo establecer la comunicación entre ambos sistemas (el encargado de detección de fuga de gas y el presente), con un costo de desarrollo del producto menor a muchos dispositivos que se encuentran en el mercado y que no cuentan con todas las prestaciones que el presente dispositivo cuenta.Item Metadata only Diseño electrónico del control de temperatura de una cámara adiabática para simulación de envejecimiento térmico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-10-04) Pérez Flores, José Miguel; Carrera Soria, Willy EduardoLa ingeniería contribuye a la mejora de la calidad de vida de las personas debido a que siempre se encuentra en la búsqueda de la forma de más eficiente de resolver un problema o atender alguna necesidad que se le plantea. En ese sentido, el objetivo del presente estudio es atender a la necesidad de contar con un control de temperatura para la cámara adiabática del laboratorio de energía de la Pontificia Universidad Católica del Perú, en la cual se piensa realizar ensayos de envejecimiento térmico, para lo cual se presenta el diseño electrónico de dicho control. Para realizar el diseño lo primero que se hizo fue solicitar los requerimientos sobre el rango de temperatura y el funcionamiento que debería tener el sistema a diseñar. Luego de lo cual se inició el estudio de las características de la cámara y definir con qué elementos se contaba para poder controlar la temperatura dentro de la misma. Así entonces se diseñaron las etapas y los elementos que intervendrían en ellas, tales como la etapa de sensado y acondicionamiento de señal, el diseño del circuito de control de potencia de resistencias calefactoras para la etapa de calentamiento y de los circuitos de control de la válvula de expansión y de encendido del compresor para la etapa de enfriamiento. Con la finalidad de verificar el funcionamiento correcto del diseño presentado, se implementaron los circuitos para determinar si cumplían con controlar cada etapa para las cuales fueron diseñados. Se comprobó el funcionamiento correcto de cada circuito a la vez que se analizó el comportamiento de la planta, que en este caso es la cámara. El análisis de los datos obtenidos al trabajar en las etapas de calentamiento y enfriamiento utilizando las resistencias calefactoras y el sistema de refrigeración respectivamente, permitió que se decida el uso de un control todo o nada para lograr controlar la temperatura. Los resultados obtenidos permitieron concluir que el diseño presentado en esta tesis permite controlar la temperatura al interior de la cámara dentro del rango establecido de -20ºC y 80ºC, con un error de 1.1 ºC.Item Metadata only Diseño e implementación de la electrónica de un sistema de sensado de las vibraciones de una estructura metálica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-04-30) Ycaza Lengua, Marco Alexis; Carrera Soria, Willy EduardoLas vibraciones son efectos mecánicos presentes en diversas estructuras y mecanismos de soporte. Dichas vibraciones pueden presentar beneficios o perjuicios para los sistemas mecánicos. Para evitar las consecuencias perjudiciales de las vibraciones, se estudian y se evalúan formas de aislar o disipar sus efectos. Bajo este enfoque de estudio, en la especialidad de Ingeniería Mecánica se desarrolló un módulo estructural que tiene como objetivo mostrar los efectos de las vibraciones a través de patrones de vibración que ocurren al perturbar dicha estructura con una fuerza excitatriz proveniente de un actuador (se referirá al mismo como “trabajo previo”). En la presente tesis se desarrolla un sistema electrónico y una interfaz digital que, en su conjunto, expanden el potencial de dicho módulo educativo, permitiendo al estudiante apreciar de manera interactiva las señales de vibraciones en los dominios de tiempo y frecuencia para un mejor análisis visual. Para el sensado de vibraciones, se utilizó un sensor de efecto Hall y una interfaz programada en LabView. La precisión de dicho sensor fue comparada con un acelerómetro de alta prestación (Bruel&Jaer) en un escenario de trabajo desarrollado en el laboratorio de Acústica de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En los resultados se concluye que se puede detectar y mostrar las señales en tiempo real con una frecuencia cuyos picos presentan un error máximo de 0.79 % con respecto al elemento patrón (acelerómetro). Por otro lado, se realizó la calibración del generador de vibraciones (actuador) de la estructura metálica y se halló que la frecuencia medida por el sensor de velocidad (codificador) presenta un máximo error del 6% con respecto a un elemento patrón (tacómetro). Por último, se registró los datos de una zona específica de la estructura ante un impacto de un martillo de goma para poder registrar las vibraciones en un archivo de texto, el cual posteriormente se procesó con una hoja de cálculo en Excel. Con dichos resultados, las frecuencias de resonancia halladas en la presente tesis son diferentes a las frecuencias experimentales halladas en el trabajo previo por 39.59 %. Así mismo se obtiene 36.19 % de error al comparar los resultados del trabajo previo con los resultados analíticos. Sin embargo, este error se reduce a 17 % cuando se compara los resultados de la presente tesis con los resultados analíticos.Item Metadata only Estudio y mejora del sistema electrónico de un horno de secado a gas para transformadores(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-03-25) Jácome Gamboa, Renzo Omar; Carrera Soria, Willy EduardoLos transformadores son elementos ampliamente utilizados en el sector industrial y energético. Para la puesta en servicio de los mismos o como parte del mantenimiento preventivo o correctivo, resulta necesario aplicar un procedimiento de secado para reducir la humedad presente en el aislamiento. Actualmente, uno de los métodos utilizados para transformadores de baja o mediana potencia es el de secado por circulación de aire caliente, que se realiza principalmente en hornos eléctricos. Al ser el tiempo de secado superior a 8 horas, se tiene un consumo de energía bastante elevado. Además, durante el secado no se dispone de información sobre la humedad del proceso, por lo que es solo al final del mismo que se puede evaluar si el secado fue exitoso. Entonces, para generar un mayor ahorro de energía surgió la iniciativa por parte de la universidad de desarrollar un horno de secado para transformadores que utilice gas como fuente de calor, además de incorporar en este el monitoreo de la humedad para obtener mayor información del proceso. La investigación realizada en este trabajo de tesis tuvo como objetivo principal, analizar el sistema electrónico del equipo inicial desarrollado en el documento "Diseño e implementación de un sistema de control de temperatura y monitoreo de humedad para un horno de secado de transformadores" (Li, J, 2015), el mismo que no se encontraba operativo por falta de mantenimiento. Para ello se evalúan los sensores y actuadores presentes en el sistema, así como sus respectivos circuitos de acondicionamiento y control, además de la interfaz de usuario propuesta y el sistema de control para una temperatura entre 90°C y 120°C. En base a esto se diseñan e implementan mejoras para que el horno funcione como prototipo final. Una vez implementado el sistema electrónico y validado su funcionamiento, se realizaron pruebas para analizar el comportamiento del horno ante diferentes condiciones de ventilación y presión del gas de suministro. Esta evaluación permitió asegurar que el horno de secado reduzca efectivamente la humedad en el ambiente interno. Posterior a este análisis se obtiene como resultado final un control de temperatura con tiempo de establecimiento máximo de 12 minutos y con una estabilidad de +/- 3.5 °C.Item Metadata only Diseño de un sistema automático de tinción de cuatro muestras de esputo en simultáneo para el diagnóstico de tuberculosis(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-12-17) Medina Leandro, Brian Nicolas; Carrera Soria, Willy EduardoLa tuberculosis es una enfermedad infectocontagiosa con gran índice de morbilidad y mortalidad a nivel mundial donde más del 95% de las muertes registradas a causa de esta enfermedad ocurren en países en vías de desarrollo. En el Perú, el diagnóstico de TBC se realiza a través de la baciloscopía de una muestra de esputo sometida a la tinción Ziehl Neelsen. Este método es realizado de manera manual por expertos técnicos de laboratorio quienes inevitablemente realizan un diagnóstico con amplia variabilidad; debido a esto, la automatización de diagnósticos médicos se presenta como una solución que permite corregir los errores presentes en la intervención humana. La Sección de Electricidad y Electrónica de la facultad de Ciencias e Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú ha desarrollado dos sistemas de preparación automático de muestras de esputo para el diagnóstico de TBC (PAME) a fin de estandarizar el proceso de tinción ZN. El primero de estos realiza la tinción de una sola muestra por proceso; así mismo, el segundo sistema realiza la preparación de siete muestras en simultáneo, lo cual implica que este sea voluminoso y pesado para formar parte de un equipo portátil de diagnóstico de TBC requerido en los centros de salud del país. Debido a esto, esta tesis realiza el diseño de un sistema automático de tinción de cuatro muestras de esputo en simultáneo para el diagnóstico de TBC, el cual solucionará los inconvenientes presentes en los sistemas PAME’s, para formar parte de un sistema completo de diagnóstico de TBC que involucra el conteo de bacilos a través de un microscopio automatizado.Item Metadata only Diseño e implementación de un sistema de iluminación decorativo con LEDs para un jardín controlado por un dispositivo móvil(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-13) Rojas López, Enrique Neil; Carrera Soria, Willy EduardoEn el presente trabajo se realizó el diseño de un sistema de iluminación para un jardín usando LEDs de potencia RGB, con el objetivo de presentarlo como una opción frente a sistemas comerciales. Se incluyó el diseño del sistema y una interfaz para ser operada de manera intuitiva en un dispositivo móvil, el cual actualmente es muy usado para varias aplicaciones. El diseño realizado consta de 2 partes. La primera muestra el hardware que incluye tanto los excitadores, los LEDs y el control; y la segunda el desarrollo del software, es decir el programa cuyo fin es lograr controlar los colores, así como los efectos realizados con estos y la programación de la aplicación para el dispositivo móvil. En el primer capítulo, se definen conceptos de iluminación e iluminación de exteriores, particularmente de jardines. Luego, en el segundo capítulo se muestran las tecnologías de iluminación comúnmente usadas, centrando el estudio en las tecnologías en estado sólido, además de presentar los dispositivos móviles más usados y sus respectivos sistemas operativos. En el tercer capítulo se desarrolla el diseño planteado para cubrir los objetivos, tanto en la parte de hardware (excitadores, LEDs de potencia, etc.) como en software (desarrollo de los programas para el control y la interfaz). Finalmente, en el cuarto capítulo se presenta la implementación y funcionamiento.Item Metadata only Diseño de los módulos de electrónica de potencia para un prototipo de vehículo anfibio(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-08-29) Amaya Solís, Juan Miguel; Carrera Soria, Willy Eduardo; Gonzales Tello, Juan JorgeEl presente trabajo desarrolla el diseño electrónico de los módulos de potencia para el control de un prototipo de vehículo anfibio. El diseño se divide en etapa de potencia, para el control de giro de los motores; circuito de protección, que monitorea la energía suministrada a cada motor de modo que podamos generar una señal si se presenta un incremento sustancial en la corriente que alimenta a cada motor; circuito de detección de nivel de agua, ya que es un diseño electrónico para un prototipo de vehículo anfibio se consideró implementar una etapa que detecte la transición de tierra a agua; y etapa de control, para comandar a los motores y verificar el correcto funcionamiento de los módulos, así como también para generar las señales necesarias para poder realizar las pruebas y medir los voltajes en las entradas y salidas de cada módulo. La etapa de potencia fue diseñada utilizando puentes H para controlar el sentido de giro de cada motor. Adicionalmente, cada puente H presenta una salida indicadora de exceso de corriente, para ello se implementó una resistencia de un valor muy pequeño en serie con el motor que a medida que aumente la corriente, el nivel de tensión en la resistencia también aumenta y se puede comparar con una referencia. El circuito de protección toma los valores de las resistencias indicadoras de exceso de corriente en los motores para luego compararlos con un voltaje de referencia que en este caso viene dado por un diodo. Para la comparación se usó una configuración con amplificadores operacionales. A su vez, este módulo cuenta con un circuito detector de batería baja que genera un cambio de nivel lógico si se detecta que el voltaje en la batería disminuyó considerablemente. El módulo de detección del nivel de agua aprovecha la conductividad del agua para inducir una corriente pequeña, la cual al ser amplificada y debidamente acondicionada a niveles lógicos puede ser usada por un circuito digital. Finalmente, durante las pruebas finales se utilizó un microcontrolador ATmega 8 para controlar el sentido de giro de los motores mediante los puentes H.