Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de un módulo de concentración y administración de datos para una estación de monitoreo de señales vinculadas a fenómenos sísmicos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-07-17) Torres Poma, David Andrei; Heraud Pérez, JorgeEste proyecto de tesis presenta el diseño del módulo central de un sistema de adquisición de datos de alta resolución, denominado “Módulo de Concentración y Administración de datos”, que será utilizado en las estaciones de monitoreo del proyecto de investigación “Perú-Magneto” (Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú), para el estudio de señales geofísicas precursoras de eventos sísmicos. El módulo tiene como funcionalidad principal la digitalización simultánea (conversión analógica a digital) de diez canales y la transferencia de los datos al computador central de la estación para su almacenamiento. Se compone de tres subsistemas: digitalizador, controlador y administrador, complementados con un receptor GPS para la sincronización y referencia en el tiempo de los datos y con un software de aplicación para la comunicación con el computador de la estación. La definición de los dispositivos y las interfaces de las diferentes secciones digitales se realizó con base en el menor consumo energético y costo. De igual modo, la arquitectura del módulo fue determinada con especial atención de lograr la mayor flexibilidad y actuación sobre el ruido, aspectos que han sido cubiertos con base a una arquitectura modular y que se ajusta a la tendencia de evolución de los sensores inteligentes que integran dispositivos digitales en el lado de la captura de la señal analógica (captura en fuente). El módulo fue probado mediante el software de simulación “Proteus” que permitió optimizar el diseño, logrando un consumo total máximo de 410 mili-Watts y una frecuencia de muestreo variable por canal (máximo 70 muestras por segundo), lo que es adecuado para la adquisición de las señales precursoras.Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un sistema de adquisición de señales de fuerzas plantares de reacción del suelo en los tres planos del espacio(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-18) Moscoso Basaldúa, Renzo Jesús; Callupe Pérez, Rocío LilianaLa adquisición de información cuantitativa de las fuerzas plantares asiste a los profesionales del deporte en la gestión y diseño de entrenamientos adecuados para cada deportista, con la finalidad de mejorar su rendimiento y prevenir futuras lesiones. Sin embargo, hacen falta dispositivos portátiles que puedan medir dichas fuerzas plantares en los tres planos del espacio sin restringir el desplazamiento del deportista. Por lo tanto, la presente tesis consiste en el diseño de un sistema de adquisición wearable de señales de fuerzas plantares en tres ejes ortogonales para su uso en un ensayo de entrenamiento de voleibol. Este sistema de adquisición mide las fuerzas plantares en cinco puntos de interés. Primero se plantea el diseño de un sensor de fuerza triaxial compuesto de cinco sensores de fuerza piezoresistivos de un eje. Las señales obtenidas por los sensores son filtradas y posteriormente procesadas en un microcontrolador ESP32. Posteriormente, se transmiten inalámbricamente a través de Bluetooth a un teléfono móvil, en el cual se muestran las gráficas de las señales medidas en una aplicación para el sistema operativo Android. Para validar el diseño, se realizan simulaciones en el software Proteus y dos ensayos. El primer ensayo consiste en dos partes: una prueba estática sobre un pie para evaluar el error del sensor y otra prueba del estudio de la marcha humana para validar el funcionamiento del sistema de adquisición. Finalmente, en el segundo ensayo se ejecuta un movimiento de sentadilla frontal, el cual es empleado en los entrenamientos de voleibol para incrementar la potencia del salto vertical.Ítem Texto completo enlazado Diseño y simulación de un filtro activo de potencia para mitigar señales armónicas de corriente en una red de distribución de 2 kVA(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-01-26) Leiva Esteban, Andrés Eduardo; Melgarejo Ponte, Oscar AntonioDebido al incremento de equipos electrónicos conectados en las redes de distribución eléctrica como por ejemplo las computadoras, cargadores, fuentes de alimentación conmutadas, rectificadores, inversores, entre otras, indirectamente se ha generado la presencia y proliferación de señales armónicas en estas redes debido a su forma de alimentación no lineal, ocasionando el empobrecimiento de la calidad de energía eléctrica de las redes de distribución donde se encuentran conectados. Como consecuencia de ello, se produce un mayor consumo energético, mal funcionamiento de los equipos conectados en la misma red y en el peor de los casos su inoperatividad. Es por ello, que se ha generado la necesidad de proponer soluciones para revertir dicha problemática. En el presente trabajo de tesis se propone el diseño de un filtro activo de potencia trifásico para mitigar señales armónicas de corriente, basándonos en teorías innovadoras, como la teoría de potencia reactiva instantánea para la obtención de las señales de referencia y la modulación por ancho de pulso vector espacial para la generación de las corrientes de compensación que se inyectarán a la red de distribución para mitigar las señales armónicas presentes. Se considera para el diseño propuesto una potencia máxima de mitigación de 2 KVA y que cumpla con la normativa europea IEC 61000 3-2, la cual se enfoca en los porcentajes de cumplimiento de distorsión armónica de voltajes y corrientes para un consumo de corriente menor a dieciséis amperios del sistema de distribución. Se utiliza el software MATLAB & SIMULINK para la simulación y verificación del diseño propuesto basado en una red de distribución con cargas trifásicas lineales desbalanceadas y no lineales.Ítem Texto completo enlazado 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.Ítem Texto completo enlazado 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.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema automatizado de control de temperatura y de pH para mejorar la crianza de alevines de paiche de etapa 1 en el Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-03-12) Farfán Quiroz, Marco Antonio Guillermo; Furukawa Fukuda, Roberto SumiyoshiLos alevines de paiche de etapa 1 (cuando miden de 2 a 7cm) son muy vulnerables ante cambios bruscos de temperatura y de pH. Así, en su hábitat natural, la tasa de mortalidad de alevinos de paiche durante esta etapa puede ser de hasta un 80% cuando no se les da un debido seguimiento a los parámetros críticos del agua. Estos parámetros pueden variar en cualquier momento del día y resulta complicado e ineficiente tener a personas haciendo mediciones de forma constante a lo largo del día para corregir los posibles cambios. Entonces se hace indispensable el uso de tecnología para hacer frente a esta problemática. Por ello, el presente trabajo tiene por finalidad diseñar un sistema automatizado de control de temperatura y de pH en la crianza de alevines de paiche de etapa 1 en los laboratorios del Instituto de Investigaciones de la Amazonia Peruana. El cuerpo del presente documento consta de cuatro capítulos. En el primero, se presenta las características del paiche para tener una mayor comprensión del contexto en el que habita y se define la problemática. El segundo capítulo describe específicamente la acuicultura del paiche, la etapa de vida en la cual se centrará este trabajo y muestra las tecnologías empleadas hasta la fecha en el ámbito de acuicultura. En el tercer capítulo se describe la propuesta de solución del presente objeto de estudio, todos los componentes a utilizar y su respectivo diseño. Finalmente, en el cuarto capítulo se hace una simulación del sistema a través de software, se muestra el alcance del trabajo y el presupuesto del mismo.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación del sistema de control de un equipo etiquetador autoadhesivo automático(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-04-12) Palacios Broncano, Karel Gerson; Mariños Velarde, José ManuelLas actividades como transportar, contener o almacenar objetos en cajas,se realizan continuamente en los procesos de fin de lınea de una industria. Estas actividades estan vinculadas al manejo de informacion descriptiva, precisa y corta que debe ser mostrada para conocer el contenido de cada objeto. La forma mas comun de transmitir esta informacion, es utilizando etiquetas autoadhesivas, las cuales son faciles de utilizar y pueden adherirse a muchos tipos de superficie. En el contexto industrial, se usan estas etiquetas mediante una maquina etiquetadora automatizada. Y en el caso de Peru, existe una alta demanda; sin embargo, existen pocas empresas que las fabriquen y la mayorıa opta por importalas. La presente tesis plantea el diseño e implementacion de un sistema electronico automatizado de una maquina etiquetadora autoadhesiva para cajas, para la empresa SISCODE S.A. El objetivo principal de la tesis es obtener un etiquetado de cajas.Para ello se utilizo el chasis de una maquina etiquetadora, brindado por SISCODE S.A, y se desarrollo el sistema el ectronico de la maquina en tres partes. El desarrollo del sistema electronico se baso en la utilizacion de sensores fotoelectricos para poder calcular la velocidad de la caja y efectuar un movimiento adecuado del actuador. Por otro lado se implemento una interfaz de usuario y una comunicacion con el ordenador para manejar las funcionalidades de la maquina y la recepcion de datos. Los resultados de las pruebas otorgan un posicionamiento correcto de la etiqueta respecto a los bordes de la caja. Se obtuvieron datos de cantidad de etiquetas y estos datos fueron almacenados en un archivo de texto dentro del computador. Se desarrollo un driver de motor paso a paso, el cual permitio el manejo del actuador para alcanzar una velocidad de 0.5 m/s.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un programa de ortorectificación y georeferenciación de imágenes aéreas aplicadas a campos de caña de azúcar(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-06-03) López de Paz, Gary Javier; Flores Espinoza, Donato AndrésEste documento presenta el diseño de un programa de ortorectificación y georeferenciación de imágenes orientado a la Agricultura de Precisión en la producción de caña de azúcar. La obtención de una imagen ortorectificada y georeferenciada permitirá realizar de manera rápida y eficiente la formación de mosaicos de imágenes, además ser procesada en un software GIS que brinde información útil con respecto a información de los terrenos agrícolas. El documento está dividido de la siguiente manera: El Capitulo 1 analiza la situación agrícola con respecto al proceso de producción de caña de azúcar, las propiedades que se pueden obtener, por medio de imágenes, de los cultivos de caña de azúcar y su análisis basado en indicadores. Finalmente se establece el marco problemático que se presenta al adquirir imágenes aéreas. El Capitulo 2 presenta una introducción a la Agricultura de Precisión y las diversas técnicas que se realizan para el proceso de ortorectificación de imágenes aéreas, así como los algoritmos correspondientes. El Capitulo 3 contiene los objetivos de la tesis, el diseño del programa de ortorectificación y georeferenciación, y una breve introducción de la interfaz de usuario que se tendrá. Finalmente analiza las alternativas de diseño y se elije la más eficiente con las herramientas a disposición. El Capitulo 4 muestra y analiza los resultados del programa, para ello se presenta un conjunto de imágenes, con diferentes características, que serán corregidas geométricamente con respecto a una imagen satelital. La verificación de los resultados se realiza en un software GIS GRASS.Ítem Texto completo enlazado Diseño del control de la temperatura del portasustrato de una cámara de alto vacío para elaborar películas semiconductoras delgadas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-11-06) Calderón Chavarri, Jesús Alan; Dávalos Pinto, José AmadeoEste trabajo de tesis muestra el diseño del control de temperatura del portasustrato de la cámara de alto vacío del Laboratorio de Ciencia de los Materiales de la Sección Física de la PUCP. Para estudiar las propiedades físicas, químicas y ópticas de las películas semiconductoras delgadas elaboradas dentro de la cámara, los investigadores retiran las películas a un horno externo fuera de la cámara; sometiéndolas a altas temperaturas. Por ello es un requerimiento realizar el control de temperatura del portasustrato, el cual sostiene al sustrato donde se depositan las películas semiconductoras, dentro de la cámara de alto vacío. Por tal necesidad se diseñó el control de temperatura del portasustrato, para lo cual se realizaron pruebas en una placa térmica que transfiere calor al portasustrato de la cámara, debido al Efecto Joule, en una resistencia eléctrica de 50 Ohmios y capaz de proporcionar 1200W de potencia eléctrica; esta resistencia está en el interior de la placa térmica. Posicionando adecuadamente el sensor de temperatura (termocupla) y mediante el algoritmo de control diseñado (Proporcional e Integral) por el modelo de Ziegler and Nichols, se logró satisfactoriamente el control de temperatura del portasustrato de la cámara de alto vacío para el Laboratorio de Ciencia de los Materiales de la PUCP, con un error menor a 2°C. Fue necesario conocer en qué rangos de temperatura el portasustrato tiene un comportamiento lineal entre la señal de entrada y la temperatura monitoreada, en un experimento realizado en lazo abierto para así conocer las funciones de transferencia que se puedan obtener y poder realizar el control de temperatura en el rango de trabajo del portasustrato.Ítem Texto completo enlazado Registro de imágenes para agricultura de precisión usando lenguaje C(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012-03-29) Barba Escudero, Jorge EnriqueLa tesis expuesta abarca la elaboración de un sistema de registro para imágenes que fueron tomadas por un aeromodelo sobre un campo de cultivo de papa, el cual es parte de un ambicioso proyecto de agricultura de precisión que actualmente se esta realizando el CIP (Centro Internacional de la Papa) y la PUCP. Dicho sistema generará un mosaico con las imágenes obtenidas en los espectros infrarrojo y rojo visible que posteriormente serán procesadas para obtener mapas de productividad, los cuales brindan información espacial detallada acerca la zona de cultivo con el objetivo de reducir el consumo innecesario y el impacto ambiental. En el primer capítulo se expondrá el estado del arte del proyecto a nivel global, posteriormente a nivel local y nalmente se analizarán las necesidades, las cuales enmarcan el objetivo del presente estudio. En el segundo capítulo se exponen las tecnologías vigentes para la solución del problema, considerando ventajas y desventajas se seleccionará la más e ciente que cumpla con las especi caciones y los objetivos para solucionar el problema propuesto. En el tercer capítulo se dará fundamento teórico a la solución propuesta y se detallará la implementación. Finalmente en el cuarto capítulo se someterá al algoritmo a diversas pruebas usando imágenes con cambios en el punto de vista, cambios de escala, desenfoque, compresión JPEG e iluminación.