Envíos recientes

AFE. Ingeniería Electrónica

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Prototipo para la monitorización de consumo de energía activa en cargas eléctricas individuales como herramienta de análisis del comportamiento energético de viviendas y entidades comerciales

Diaz Castellanos, Adriana Paola | 2024

En el siguiente proyecto, se abordó el desarrollo de un equipo de medición de consumo de energía enfocado en mejorar la eficiencia energética. El concepto de eficiencia energética ha ganado importancia entre los grandes consumidores y el público general debido a factores como los altos costos de la energía, los problemas ambientales y la necesidad de mejorar la reputación corporativa. A pesar de los avances tecnológicos y las estrategias de ahorro implementadas, persisten focos de ineficiencia energética debido a la falta de sistemas de medición adecuados y accesibles. El proyecto desarrolló un prototipo económico que mide el consumo energético de cargas eléctricas individuales, con el objetivo de caracterizar su comportamiento y facilitar la toma de decisiones en torno al ahorro de energía. Este dispositivo permite individualizar el consumo de cada equipo y proporciona datos en un formato abierto para su procesamiento en plataformas de software libre, facilitando su análisis. El prototipo es adaptable a diferentes tipos de cargas (monofásicas, bifásicas y trifásicas) y cuenta con una instalación sencilla, lo que lo convierte en una herramienta eficiente para monitorear y optimizar el consumo energético en residencias y entidades comerciales.

Prototipo para la monitorización de consumo de energía activa en tableros de distribución de entidades con sistemas de energía renovable

Martínez Pérez, Diego Alejandro | 2024

El presente proyecto aborda el desarrollo de un equipo de medición para verificar el funcionamiento de sistemas de energía solar fotovoltaica en su lugar de instalación. La energía solar ha crecido de manera significativa a nivel mundial debido a su impacto ambiental positivo y la flexibilidad de su instalación. En Colombia, gracias a sus condiciones climáticas, se ha convertido en un referente de innovación, con ciudades como Cúcuta destacándose por su alta radiación solar y la proliferación de proyectos solares tanto en el ámbito residencial como industrial. No obstante, la tecnología enfrenta retos técnicos, como la variabilidad de la radiación solar y problemas de instalación, que pueden afectar la percepción del usuario final. En muchos casos, los usuarios no ven reflejados los ahorros proyectados, generando insatisfacción. Para resolver esto, el proyecto propone un equipo de medición asequible y de fácil uso que permita contrastar el consumo energético real con la generación solar, ayudando tanto a los instaladores como a los usuarios a entender y optimizar el rendimiento de sus sistemas solares, superando las limitaciones de los equipos comerciales actuales.

Implementación de un selector electrónico de rango en el multímetro dt-9939 del departamento de electricidad y electrónica de la universidad Francisco de Paula Santander

Flórez Acevedo, Yerson Giovanny | 2024

El presente proyecto aborda la problemática de los multímetros DT-9939 en el Departamento de Electricidad y Electrónica de la Universidad Francisco de Paula Santander, donde el desgaste del selector electromecánico de rango ha dejado varios equipos fuera de servicio. Para darle solución a este problema, se propuso implementar un prototipo electrónico que reemplace el selector electromecánico de rango por uno electrónico. Este prototipo busca prolongar la vida útil de los multímetros, evitando la necesidad de adquirir nuevos equipos, reduciendo los costos asociados. Se realizó un análisis costo-beneficio, que demostró la viabilidad económica y técnica de la implementación del prototipo, además, se destacan los beneficios institucionales y sociales de esta solución, incluida la promoción de la sostenibilidad ambiental al reducir la generación de residuos electrónicos

Propuesta de diseño para mejorar la eficiencia de energía eléctrica en el complejo penitenciario y carcelario de media seguridad de la ciudad de Cúcuta

Abril García, William | 2024

En un mundo cada vez más consciente de la importancia de la sostenibilidad y la eficiencia energética, la optimización del gasto de energía se ha convertido en una preferencia en diversos sectores, incluyendo el régimen penitenciario [1]. Los centros penitenciarios son instalaciones que requieren una recopilación significativa de energía para su funcionamiento adecuado, lo que representa una problemática en términos de costos operativos y sostenibilidad ambiental [2]. En un contexto global donde la sostenibilidad y la eficiencia energética son prioritarias, la administración de centros penitenciarios enfrenta desafíos significativos debido al elevado consumo de energía asociado con la operación de estas instalaciones. El aumento de los costos operativos y la creciente preocupación por la huella de carbono han impulsado la búsqueda de soluciones que combinen la eficiencia energética con fuentes de energía renovable en el sistema penitenciario.

Compresión de redes neuronales para microcontroladores utilizando la técnica de cuantificación

Villamizar Medina, Brenda Alejandra | 2024

La presente investigación tuvo como objetivo principal analizar el impacto de la cuantificación en las redes neuronales para su implementación en microcontroladores, comparando tres tipos de técnicas diferentes en un modelo de red neuronal diseñado para realizar la predicción de radiación, esto teniendo en cuenta un diseño experimental que permitió recopilar los datos de las métricas en inferencia, degradación de la precisión, consumo de energía y tamaño del modelo en memoria. Así, se llega a la conclusión que la cuantificación es una herramienta útil para lograr una reducción significativa del tamaño de los modelos de redes neuronales sin comprometer su rendimiento, obteniendo también un equilibrio respecto a la eficiencia de recursos de hardware en dispositivos con características limitadas como lo son los microcontroladores.

Identificación y clasificación de residuos sólidos mediante procesamiento de imágenes e inteligencia artificial

Ortiz Fonseca , Danna marcela | 2023-06-20

Actualmente en Colombia, el incremento exponencial de la cantidad de residuos que cada individuo del hogar produce diariamente causa que los vertederos destinados para esto se encuentren a punto de cumplir con su vida útil, esto se debe a que un 78% de los colombianos no saben reciclar. Con el propósito de proponer una estrategia para apoyar en la solución de esta problemática, se elabora un algoritmo que tiene como propósito ayudar a las personas del sector de reciclaje, hogares e industrias con la identificación y clasificación de los residuos producidos por ellos. Este algoritmo, se realizó mediante técnicas basadas en aprendizaje profundo, en donde se encuentran tres tipos de modelos: denso, convolucional y convolucional con Drop Out. En estos modelos se aplican dos estados de activación que son sigmoidal y ReLu, y a su vez transforman imágenes de distintos tamaños a uno solo de 200x200 para una mejor lectura de los pixeles y se transforman a escalas de grises para una mejor obtención de los bordes. Como resultado, se obtienen precisiones del 81.7%, 78.9% y 78.7%, debido al entrenamiento y validación de 19.824 imágenes que fueron tomadas como muestra en la ciudad de Cúcuta, Colombia.

Desarrollo de un modelo híbrido basado en inteligencia artificial para el despacho de energía en una microrred

Castro Correa, Paola Andrea | 2023-04-24

El presente trabajo de grado tuvo como fin desarrollar un algoritmo de inteligencia artificial para controlar de manera automática el despacho de energía dentro de una microrred de energías renovables. La investigación planteó una metodología estructurada para dar cumplimiento a los objetivos propuestos en el documento, mediante este trabajo se obtuvo un algoritmo ensamblado que combina árboles de decisión (DT), refuerzo de gradientes extremo (XGBoost) y un regresor lineal múltiple (MLR) para realizar predicciones de la producción de energía solar, producción de energía eólica y demanda eléctrica dentro de una microrred teniendo en cuenta los datos históricos de la serie de tiempo, obteniendo un error porcentual absoluto medio de 5.17%, 5.64% y 0.52% respectivamente. Estas predicciones fueron utilizadas para el desarrollo de un algoritmo que administra la energía dentro de la microrred basándose en una serie de reglas como la profundidad de descarga de las baterías o el recorte de picos en la demanda energética, se analizó el desempeño del sistema en materia económica y obtuvo un error absoluto medio de 0.004USD/kWh con respecto al comportamiento real del sistema y el predicho por el algoritmo.

Automatización del proceso de la extracción de aceite de palma para la empresa Oleonorte

Rodríguez Ropero, Juan Diego | 2023-04-26

En el área de la producción industrial, la automatización cumple un rol fundamental e irremplazable, debido a que se convirtió en una herramienta capaz de acrecentar y mejorar la eficiencia en la obtención de productos, tales como, la producción de aceite de palma africana. El aceite de palma es una oleaginosa de tipo vegetal, la cual se da en territorios donde abunde la flora y la lluvia. Este aceite se obtiene mediante varios procesos a los que se somete el fruto. La oleaginosa de palma es utilizada en la elaboración de jabones, biodiesel, chocolates y mantequillas. En este proyecto se llevó a cabo la implementación de la fase de extracción y prensado automatizado para la empresa OLEONORTE, el cual logró obtener y alcanzar las ideas planteadas en el diseño metodológico propuesto para este proyecto de grado. Estos objetivos estuvieron compuestos de diversas actividades. las cuales van desde la caracterización del área y sistema, estudio del estado del arte, construcción de lista de materiales, elaboración de diagramas y esquemas, desarrollo de la lógica programable del controlador (PLC) y pruebas de funcionamiento.

Módulo de desarrollo con tecnología arduino e internet de las cosas para el laboratorio de fabricación digital en la ciudad de Cúcuta

Caballero Silva, Yenifer Andrea | 2023-04-26

El laboratorio de Fabricación digital (por sus siglas FABLAB) fue un logro obtenido desde Universidad Francisco de Paula Santander por medio de la convocatoria del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, para promover el desarrollo de la investigación y el emprendimiento. Esto permite fortalecer los procesos de investigación de los diferentes programas académicos de la institución y de la comunidad en general. Está constituido de espacios para impresión en 3D, corte, láser y equipos de prensado, aulas para el desarrollo de iniciativas en internet de las cosas (loT), un área de realidad virtual, otra destinada para el desarrollo de drones, tanto industriales como de prototipo, un espacio de coworking y un área de ensamblado. El presente proyecto realiza el diseño e implementación de un módulo enfocado en tecnología Arduino e internet de las cosas, a través de seis etapas, con el fin de abarcar casos de la vida real y plantear soluciones que puedan ser replicadas por terceros. Además, por medio de la divulgación crea capacitaciones certificadas planteadas en educación STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas) que le permiten a la comunidad general acceder a este tipo de conocimientos

Adquisición de datos con sistema embebido e Internet de las cosas para el laboratorio de fabricación digital en la universidad Francisco de Paula Santander.

Marín Rodríguez, Miguel Ángel | 2023-04-25

Implementar una adquisición de datos con sistema embebido, que permita medir distintas variables y mostrarlas en una aplicación web, se establece como objetivo principal para incentivar el desarrollo en ordenadores de placa reducida contando con el apoyo del Laboratorio de Fabricación Digital, ejecutando divulgaciones basadas en la implementación, con la metodología educativa STEM permitió desarrollar actitudes y cualidades para la aplicación de la tecnología en diferentes áreas del conocimiento, enfocadas al público general de la ciudad de Cúcuta, utilizando encuestas de diagnóstico y satisfacción como parte de la retroalimentación requerida para el desarrollo de la metodología y la temática.

Software libre como herramienta educativa para el aprendizaje en sistemas de comunicaciones I.

Bueno Pradilla, Adrián José | 2023-04-24

Se presenta una interfaz gráfica desarrollada en Python con base en una metodología rápida enfocada al estudio de sistemas de comunicaciones análogas. La herramienta permite desarrollar procesos de modulaciones en amplitud, modular y de pulsos e introducción a los sistemas de comunicación. Se realizaron diferentes pruebas para usar sus resultados como referencia y así, lograr un análisis cuantitativo y cualitativo entre la herramienta computacional y el análisis matemático. Estos resultados ayudan con el aprendizaje en las telecomunicaciones ya que, su proceso de enseñanza es compleja y al observar el proceso de modulaciones análogas y variables que afectan los sistemas de comunicación mediante una interfaz gráfica para comprender su teoría proporciona eficacia, versatilidad y dinamismo a la comunidad estudiantil.

Sistema de corrección de ruido en imágenes de conducción asistida implementando redes neuronales de tipo autoencoder

Torres Vega, Luis Carlos | 2023-03-01

Esta investigación tuvo como finalidad desarrollar un sistema que permitió corregir el ruido presente en imágenes de conducción asistida, esto por medio del uso de redes neuronales de tipo autoencoder. Para dar cumplimiento a los objetivos se planteó una metodología estructurada en 5 fases, lo cual permitió llevar a cabo actividades orientadas a cada uno de los objetivos específicos establecidos. Como resultado se pudo apreciar una mejora en la calidad de las imágenes procesadas, esto en función de métricas objetivas de calidad como la proporción máxima de señal a ruido (PSNR) o la medida del índice de similitud estructural (SSIM), incrementando hasta 17 dB el valor de PSNR respecto al obtenido por la imagen con ruido y obteniendo imágenes de 99% de similitud estructural, lo anterior en las pruebas realizadas con ruido Sal & Pimienta; en cuanto a los resultados con ruido Gaussiano, se pudieron obtener ganancias de 9 dB en el PSNR y hasta un 83% de similitud estructural, respuesta que se debe a la forma como el ruido Gaussiano se manifiesta en la imagen, dificultando su modelado y correspondiente procesamiento.

Sistema de contenedores controlado por voz para la correcta clasificación de los residuos sólidos

Suescun Vera, Paula Linned | 2023-03-03

El reciclaje es una estrategia que permite mejorar el trato de los residuos sólidos que pueden ser útiles en otros aspectos, pero su correcta clasificación no siempre resulta satisfactoria. El problema se presenta cuando se desconoce cómo deshacerse de los desperdicios que ya no representan un valor útil, esta falta de conocimiento y de la poca participación en actividades de reciclaje conlleva al aumento de la contaminación ambiental. Por esta razón, en este trabajo se presenta un prototipo de un sistema de contenedores controlado por voz con capacidad de 12 litros como herramienta de apoyo en el proceso de clasificación de los residuos sólidos, el cual fue implementado sobre el sistema embebido Raspberry Pi 3B+ y codificado en el lenguaje Python. Dicha codificación basó su funcionamiento de voz. En sus pruebas de funcionamiento se obtuvo un porcentaje de aciertos del 92.64% en el reconocimiento de los comandos de voz, se obtuvo una taza de error de palabra (wer) del 5.41% para el modelo utilizado en el procesamiento digital de voz.

Diseño y análisis de una microrred híbrida compuesta de generación fotovoltaica y eólica para la ciudad de Cúcuta, Norte de Santander.

Bacca, Camilo | 2022-12-06

Este proyecto se divide en varias partes, primero se centra en el análisis de las cargas que se tomaran como caso de estudio y la forma en que se adquieren estas cargas, segundo se elige el algoritmo de optimización para el diseño de la microred y las función objetivo que se optimizara con la ayuda del algoritmo, por último se genera la simulación la de la microrred con los resultados arrojados por el algoritmo y seguido se comparan los resultados con microrredes que su energía es suministrada por una sola fuente de energía renovable.

Herramienta computacional para el análisis de sistemas de comunicaciones ii utilizando lenguaje de programación python.

Mejia Serrano, Angelica Rocio | 2022-12-16

Se presenta una interfaz gráfica desarrollada con base en una metodología ágil enfocada al estudio de sistemas de comunicaciones digitales. La herramienta permite desarrollar procesos de códigos de línea y modulación digital. Se llevaron a cabo diferentes pruebas, ejecutando ejercicios para utilizar sus resultados como referencia y así, lograr un análisis cuantitativo y cualitativo entre la herramienta computacional y el análisis tradicional matemático. Estos resultados ayudan con el desarrollo del aprendizaje en las telecomunicaciones debido a que, su proceso de enseñanza se torna un poco compleja y al observar el proceso de códigos de línea o modulaciones digitales por medio de una interfaz gráfica el proceso para entender su teoría aporta dinamismo e intuitividad hacía la comunidad.

Monitorización de recursos bibliográficos empleando etiquetas RFID de alta frecuencia para la lectura de datos

Durán Bayona, José Daniel | 2021-12-21

En el documento se presenta el diseño de un sistema de monitorización de recursos bibliográficos empleando tecnologías RFID de Ultra Alta Frecuencia (del inglés Ultra High Frequency– UHF), así como la implementación de un prototipo en la Biblioteca Eduardo Cote Lamus de la Universidad Francisco de Paula Santander. Dicho prototipo fue desarrollado empleando los lenguajes de programación de C++ y JavaScript (ejecutándose sobre el entorno de NodeJS), ejecutándose sobre un microcontrolador basado en Arduino y una Raspberry Pi 4B+. Dicha configuración se encuentra instalada en la Sala 3 de la biblioteca, contando con 3 dispositivos en el sistema: Servidor, control de entrada / salida y préstamos

Sistema de comunicación móvil para un control inteligente de presión en la empresa aguas Kpital Cúcuta s.a. e.s.p.

Prieto Ayala, Jhonatan Camilo | 2022-09-22

La empresa Aguas Kpital cuenta con estaciones reguladoras de presión (ERP), ubicadas debajo de las calles, en cámaras de concreto reforzado, la cual tienen como acceso una tapa de hierro. Las ERP utilizan tecnología i2O en el sistema de agua, que presenta fallas de conexión. Se analizó el sistema de comunicación actual donde el 41% del sistema presenta fallas de conexión, trabajando a una frecuencia de 1900Mhz en la red GSM/GPRS. Para dar solución al problema planteado se recopilación de información de la red, se diseñó e implementación un sistema de comunicación móvil y se evaluó el nuevo sistema de red de comunicación móvil. Se diseña una antena de parche y se adquieren cinco antenas con el doble de potencia y mayor eficiencia. Se evalúa nuevamente el sistema con las antenas instaladas, mejorando la comunicación de los equipos y pérdida de comunicación. Se concluye en la investigación que el problema radica dentro de las ERP debido a la interferencia de señal debido a su estructura y ubicación.

Herramienta de diagnóstico asistido por computador para identificación y clasificación de lesiones cutáneas en imágenes médicas

Castellano, Diego Andrés | 2022-06-24

El melanoma se considera el cáncer de piel más grave en todo el mundo, categorizado como un problema de salud pública debido a su alta incidencia en poblaciones y por las grandes variaciones geográficas en los países y regiones del mundo con relación en la mortalidad desproporcional. Las herramientas asistidas por computador son reconocidas por la capacidad de identificar y clasificar la región de interés de la lesión cutánea con el fin de permitir tratamientos clínicos en función de un diagnóstico remoto y preciso. En esta investigación, se presenta una herramienta de diagnóstico asistido por computador integrada con un algoritmo híbrido denso para la identificación y clasificación de lesiones cutáneas implementada sobre el sistema embebido Raspberry Pi 4B en lenguaje de programación Python. Para entrenamiento y evaluación del algoritmo híbrido se utilizó el conjunto de datos ISIC Challenge versión 2018 y se presentó una exactitud diagnóstica de 98 % para lesiones no malignas, 93.80 % para carcinoma y 94.50 % sobre lesiones de tipo melanoma con valor medio en el uso de CPU de 4.33 %, tasa de uso de memoria temporal promedio de 12.40 % con tiempo de inferencia medio de 12.37 ms.

Desarrollo de un sistema de visualización y monitoreo de entornos de refrigeración basado en tecnologías iot para la empresa VHM ingeniería

Molina Vargas, Julián David | 2022-06-23

El presente proyecto se basó en un sistema de visualización y monitoreo para las variables de temperatura y humedad en entornos de refrigeración basado en tecnologías IoT. Para ello, se implementó un tipo de investigación aplicada, dado que, al realizar el sistema de monitoreo y visualización se implementa lo investigado previamente. Para la construcción del sistema primero se recopiló información sobre las tecnologías de IoT, después se realizó el diseño del sistema, el cual está compuesto por hardware y software, seguidamente se desarrolló la programación y se implementó las conexiones desde los sensores de temperatura y humedad a la tarjeta ESP8266, el cual recibe los datos de temperatura, humedad, fecha y hora, finalmente, se realizó el aplicativo web, donde se observan los datos adquiridos en tiempo real y en forma gráfica, adicional se hicieron pruebas de uso en diferentes entornos.

Modelado, diseño y simulación de un sistema de control utilizando inteligencia artificial.

Acevedo Prada, Pedro José | 2022-07-14

Actualmente la industria se tiene la tendencia de usar PLC los cuales han desempeñado la tarea de controlar los procesos usando métodos clásicos de control como los Proporcional (P), ProporcionalIntegral (PI), Proporcional-Derivado (PD) y Proporcional-Integral-Derivado (PID), en donde la rapidez de estabilización y la no tolerancia a oscilaciones en respuesta a una entrada deben ser el objetivo del control. Estos métodos han cumplido con tareas en donde los procesos tienen comportamientos lineales y no lineales, pero siempre hay nuevas oportunidades para intentar aplicar nuevas estrategias que cumplan esta función. Una alternativa para dar solución a esta problemática es el uso de Redes Neuronales Artificiales, ANN (Artificial Neural Networks) las cuales son similares a las redes neuronales biológicas del cerebro humano; las ANN además de ser similares, también constan de una variedad de características y ventajas que se pueden aplicar a un sin número de situaciones para extraer datos importantes que causen un comportamiento basado en la experiencia. Por lo que se propone un sistema de control basado en Redes Neuronales el cual permita el control de nivel para un tanque utilizando inteligencia artificial.