Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Cosecha de energía a partir de sistemas piezoeléctricos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-15) Fierro Parra, Ronald Kevin; Silva Cárdenas, Carlos BernardinoEn el presente trabajo de tesis se propone un circuito optimizado de cosecha de energía piezoeléctrica. Este circuito presenta un modelo que depende de la arquitectura y estrategia de conmutación que se basa en la arquitectura de cosecha de energía sincronizada de interruptores en inductores (SSHI). La eficiencia de la cosecha de energía se lleva a cabo gracias al circuito paralelo de SSHI (P-SSHI) y el circuito serie de SSHI (S-SSHI) que por sí solas logran mejorar la eficiencia en la cosecha de energía. La integración de estos dos circuitos permite reducir, en mayor porcentaje, la disipación de energía en el proceso de cosechar energía piezoeléctrica. Esto debido a que el circuito P-SSHI acelera la carga (descarga) del capacitor intrínseco del transductor piezoeléctrico debido a la conexión en paralelo de un inductor y el circuito S-SSHI aprovecha la energía transferida al inductor. Se utilizó el software Proteus 8 Profesional para realizar la implementación del circuito propuesto y las simulaciones a distintas frecuencias para comprobar la eficiencia en la cosecha de energía. Los resultados de potencia recolectada que se obtuvieron en comparación con un circuito de referencia que se encuentra en el estado del arte son de 3.8 veces mayor dentro de un rango de operación con frecuencia de 5 Hz a 30 HzÍtem Texto completo enlazado Diseño de un circuito de voltaje de referencia de 400 MV para aplicaciones de [1; 1.2] v de alimentación y bajo consumo de energía(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-06) Villanueva Huamán, Wilson Ray; Saldaña Pumarica, Julio CésarEl presente trabajo de tesis desarrolla el diseño de un circuito de tensión de referencia estable ante variaciones en la temperatura y la tensión de alimentación. Las topologías de circuitos de tensión de referencia clásicas limitan la tensión que entregan a valores cercanos a 1.2 V. Se propone diseñar y simular un circuito de tensión de referencia el cual entregará una tensión de referencia de 400 mV y requerirá una tensión de alimentación de 1 V. El circuito diseñado tiene como base el trabajo de H. Banba [29]. La tensión de referencia independiente a la temperatura se obtiene aprovechando la cancelación de dos coeficientes de temperatura provenientes de una configuración de transistores de juntura bipolar (BJT) tipo PNP, los cuales serán polarizados con un espejo de corriente que emplea transistores PMOS, a su vez el circuito tiene un amplificador operacional de una etapa, el cual minimiza el error en el espejo de corriente. En esta tesis, se priorizó que el voltaje de referencia sea menor a 1 V, así como que el coeficiente de temperatura sea menor a 30 ppm/ºC y se logre un PSRR de al menos -60 dB. El diseño ha sido realizado con la tecnología TSMC de 180 nm. Como resultados se llegó a obtener una tensión de referencia de 401.03 mV con un coeficiente de temperatura de 9.97 ppm/ºC y un PSRR de -63.69 dB. El circuito opera a 1 V y consume 6.37 μW. El diseño y los resultados se realizaron con el software Cadence Virtuoso Analog Design Environment®, empleando el simulador Spectre.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 e implementación de un germinador electrónico piloto para semillas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-11) Masuda Nishimata, Manuel Alejandro; Alcócer García, Alejandro CarlosEl Perú se encuentra entre los países más vulnerables al cambio climático. En este contexto, el país depende mucho de la agricultura, pues es la actividad más realizada en sectores rurales. Diversos estudios indican que pequeñas variaciones en condiciones climáticas pueden influir negativamente la germinación, lo cual afecta a la agricultura. Una posible medida para asistir a los agricultores son los germinadores, que pueden controlar las diversas condiciones ambientales para incentivar el brote de semillas. Sin embargo, no existen proveedores conocidos de estos dispositivos en el Perú, y los que existen en el extranjero suelen apuntar a fines diferentes a la agricultura. La idea de desarrollar un germinador nace en el Grupo de Apoyo al Sector Rural (GRUPO PUCP), pues necesitaba hacer brotar unas semillas en Lima, Perú. No obstante, estas necesitaban condiciones climáticas diferentes a las de la zona, y emplear un invernadero completo no era viable. Es por esto que la organización busca apoyo en los tesistas de Ingeniería Electrónica para realizar el proyecto. Dada la necesidad de hacer germinar estas semillas y teniendo en cuenta que localmente no existen estos dispositivos, en la presente tesis se desarrolla un piloto de germinador electrónico que pueda servir como base para el futuro desarrollo de equipos similares. Para lograr esto, en primer lugar se realiza una investigación acerca del tema, para luego determinar que los factores más críticos para la germinación son la temperatura y la humedad a la que la semilla es expuesta. Una vez que se determinan los parámetros que debe seguir el diseño, se procede a detallar todo el diseño del germinador en sí. Se abarca desde la selección de los componentes hasta la fabricación y ensamblado de los circuitos electrónicos, para lograr implementar un modelo funcional. Una vez armado el piloto, se realizan pruebas de funcionamiento para verificar que el circuito regulador del microclima funciona correctamente. Estas pruebas incluyen dejar el germinador operando por varios días, para determinar sus ventajas y limitaciones. Se concluye que como piloto y a nivel de circuito de control, el proyecto funciona de manera correcta, pero se debe armar la estructura del germinador tomando en consideración las pérdidas térmicas para lograr una mayor diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del equipo. Asimismo, se sugieren cambiar ciertos componentes para reducir el riesgo de un mal funcionamiento. Por último, se hace énfasis en que el proyecto se realizó de manera modular para que se pueda reusar el diseño de algunas partes en caso se decida hacer un rediseño de hardware.Ítem Texto completo enlazado Diseño e implementación de un actuador electrónico para regular la potencia eléctrica AC hasta 2000 W(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-07-08) Hinostroza Noreña, Pedro Martín; Dávalos Pinto, José AmadeoLa poca disponibilidad en el mercado nacional, alto costo y sobredimensionamiento de actuadores electrónicos para el control de temperatura en hornos eléctricos, conlleva a plantear el diseño e implementación de un sistema que se desempeñe de manera eficiente bajo las mismas condiciones de operación. . El objetivo es de diseñar e implementar un actuador electrónico para regular la potencia eléctrica AC hasta 2000 W. El método seguido considera, primero investigar sobre los actuadores electrónicos para control de temperatura disponibles en el mercado, estudiar la tecnología y tendencias sobre regulación de potencia. Luego se identifica los requisitos para el diseño del sistema. Se plantea una posible solución, con la posterior selección de componentes y simulaciones para corroborar la funcionalidad y eficiencia del diseño. Finalmente, se realizara la implementación del circuito, realizando mediciones con un multímetro, un osciloscopio y un vatímetro; de esta forma se corrobora el diseño y simulaciones realizadas previamente. Los resultados demuestran el correcto funcionamiento del sistema, logrando dosificar la potencia AC hacia una carga resistiva de manera proporcional a una señal de control. Se concluye que la propuesta presentada en este trabajo de tesis cumple con la funcionalidad y requisitos de un actuador electrónico de 2000W orientado al control de temperatura en hornos eléctricos.