Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones

Aprendizaje basado en tareas aplicado a la enseñanza de las Telecomunicaciones

El aprendizaje basado en tareas (TDL) puede ser aplicado como un complemento para cursos presenciales. Con esto se busca lograr un proceso de enseñanza-aprendizaje más centrado en el estudiante, donde sea posible prestar atención a las individualidades, lograr la motivación hacia los temas tratados por la asignatura y desarrollar un conjunto de habilidades necesarias para su inserción en la sociedad actual y su desempeño profesional. El presente trabajo propone un modelo para la aplicación del aprendizaje basado en tareas en asignaturas presenciales en la carrera de ingeniería en Telecomunicaciones y Electrónica. Describe la aplicación del modelo en la asignatura Redes 2 de la disciplina Telemática de dicha carrera. Por último se analizan los resultados obtenidos y se hacen recomendaciones para futuras investigaciones.

The Task-based Learning pedagogic strategy can be applied as a complement in regular courses. In this way the teaching-learning process could be more focused on the student activation and the attention to student's individualities. Task-based Learning also improves student's motivation for the course subjects, encourages self learning and helps to develop the abilities required for the student's professional work. This paper presents a model for the application of the strategy in courses of the Telecommunications Engineering career. Also describes the use of the proposed model to the «Networks 2» course of this career. Finally some results of the experience are presented and recommendations for future work are given.

Comparación de Algoritmos de Segmentación de Ruido Aplicados a Imágenes de Resonancia Magnética

En el estudio y diagnóstico de pacientes pediátricos que presentan tumores en el sistema nervioso central (SNC), se emplean imágenes de Resonancia Magnética (RM) para cuantificar, evaluar y documentar las terapias y tratamientos aplicados. Estas imágenes se ven afectadas por ruidos, principalmente producto del movimiento del paciente en el período de estudio y en el proceso de adquisición de la imagen. En este trabajo se proponen dos algoritmos sencillos y eficientes para realizar la segmentación del ruido presente en las imágenes, analizando su histograma característico. Estas técnicas de segmentación de ruido permiten obtener imágenes a las cuales se les ha segmentado y puesto a cero una cierta cantidad de pixeles, con lo cual es posible disminuir el tiempo de cómputo en procesamientos posteriores. Se realizan además comparaciones entre los algoritmos donde se mide el tiempo de cómputo, el error medio relativo, la cantidad de puntos que son puestos a cero entre otras variables de interés.

In the study and diagnosis of pediatric patients with tumors in the central nervous system (CNS) magnetic resonance imaging (MRI) is used to quantify, evaluate and document therapies and treatments. These images are affected by noise, mainly from the movement of the patient in the study period and in the process of image acquisition. In this paper we propose two simple and efficient algorithms for noise segmentation in images, analyzing its histogram feature. These noise segmentation techniques produce images which have been segmented and reset a number of pixels, making it possible to reduce the computation time in subsequent processing. Also, comparisons between the algorithms are made by measuring the computation time, the mean relative error, the number of points that are set to zero and other variables of interest.

Diseño de un ASIC Sintetizador Digital Directo de alta velocidad

El trabajo describe el proceso general de diseño y optimización de un Módulo IP para un Circuito Integrado de Aplicación Específica, destinado a la obtención de ondas cuasi-sinusoidales, empleando la técnica de Síntesis Digital Directa. El trabajo se realizó en tres etapas fundamentales: Diseño de un Sintetizador Digital Directo empleando Lenguaje de Descripción de Hardware VHDL, realizado sobre la plataforma ISE del fabricante de Dispositivos Lógicos Programables Xilinx. La plataforma ISE permite el control de todos los aspectos del flujo de diseño para la transformación de la descripción abstracta en lenguaje VHDL al nivel de bloques lógicos de un FPGA. De un total de cinco módulos diseñados, con diferentes funcionalidades y prestaciones, se registraron cuatro versiones en el Centro Nacional de Derecho de Autor (CENDA). Implementación y modelado del diseño en VHDL sobre plataforma FPGA, para la validación funcional del Módulo IP, empleando como soporte las Tarjetas de Desarrollo Spartan3E Starter Kit y ML507 del fabricante Xilinx. Adaptación del diseño a una tecnología de fabricación CMOS 0.35ìm. Se presenta un grupo de soluciones no documentadas en la literatura, basadas en principios de optimización de circuitos digitales, que posibilitan la adaptación del diseño a una tecnología específica de un fabricante dado. Dos de las versiones del Módulo IP y cinco Reportes Técnicos han sido presentados a un fabricante de Circuitos Integrados a la Medida.

This paper describes the IP module general design process for Application Specific Integrated Circuit, intended for quasi-sine wave generation, using Direct Digital Synthesis technique. The process was carried out in three stages: The Design of Direct Digital Synthesizer employing VHDL Hardware Description Language, under ISE design platform from Xilinx. The ISE platform allows to control all aspects of VHDL to FPGA layout translation flow. During this stage, four of the five IP module versions designed with different features and functionalities were registered at the National Copyright Center (CENDA). VHDL design modeling and implementation on FPGA platform, for functional IP module validation, employing a Spartan3E Starter Kit and ML507 Evaluation Platform from Xilinx. A CMOS 0.35ìm foundry technology process design adaptation, throughout some unpublished approaches based on digital circuit optimization principles that enable specific manufacturer´s technology adaptation of the design. Two versions of IP Module and other five Technical Reports have been submitted to the ASIC manufacturer.

Línea de Transmisión de Impulsos (TLP): Correlación con los Modelos de Descarga Electrostática (ESD)

Existen varios modelos que intentan describir el daño que causa un evento de descarga electrostática ESD- sobre un circuito integrado CI-. El ensayo llamado Línea de Transmisión de Impulsos TLP-, resulta en particular muy utilizado para este tipo de mediciones, por lo que necesita asimismo mantener una correlación con los distintos modelos referenciados en diversos estándares, que amplíen la validez de sus resultados, Se analiza en este trabajo la búsqueda de una correlación aproximada, mediante medición y simulación con PSpice para utilizar los resultados mediante TLP, prediciendo la respuesta del dispositivo bajo prueba DUT- ante diferentes formas de onda ESD como las indicadas en los estándares.

There are several models which try to describe the waveforms and damage produced by an electrostatic discharge event ESD- to an integrated circuit IC-. The Transmission Line Pulse TLP- test is widely used to run tests in this field, so it is needed to keep close correlation to the models used in different standards, in order to validate its results. This work analyzes the search of an approximate correlation, through tests, measurements and PSpice simulation, in order to predict, through the use of TLP information, the results of applying different standard ESD waveforms to a Device Under Test DUT-.

Modelo Cinemático Dinámico del Mini Robót Móvil Ricimaf

El presente trabajo describe el modelo dinámico del mini robot móvil construido en el Icimaf, cuya tracción se logra mediante dos motores de paso acoplados a dos ruedas plásticas forradas con una capa de goma para facilitar su movimiento y una pequeña rueda direccional. Se elabora la estructura jacobiana necesaria para el desarrollo del modelo dinámico. Se incluye el análisis de un rasgo especial de estos robots, que es su naturaleza no holonómica, en contraste con los robots manipuladores, lo que da lugar a un tipo de restricción del movimiento. La elaboración del modelo dinámico originó el empleo de los multiplicadores de Lagrange. Para la obtención de las ecuaciones dinámicas se emplea el método de Euler-Lagrange

This paper describes the dynamic model of the wheeled mini mobile robot built in the Icimaf whose traction is achieved by means of two motors coupled to two lined plastic wheels with a rubber layer to facilitate its movement and a directional small castor wheel. The necessary jacobian structure is elaborated for the development of the dynamic model.The analysis of a special feature of these robots is included that is its nature non holonómic, in contrast with the robots manipulators, what gives place to a type of restriction of the movement. The elaboration of the dynamic model originated the employment of the Lagrange's multipliers. For the obtaining dynamic equations the Euler-Lagrange' method is used.

Modulador-Demodulador ASK con codificación Manchester implementado en un microcontrolador PIC

Se presenta el diseño de un Modulador-Demodulador Digital ASK con codificación Manchester implementado en el firmware de un microcontrolador PIC 18F4455, utilizando el estándar de baja frecuencia (LF) el cual maneja valores de 125kHz. Este modulador-demodulador se utiliza en la implementación de una etiqueta RFID activa. Transmite a solicitud de un dispositivo lector el valor de temperatura de un sensor y su identificador. El dispositivo lector, controla la comunicación con la etiqueta. Según la literatura especializada no se reporta un sistema similar.

This paper presents the design of a Digital Modulator-Demodulator ASK with Manchester codification implemented on microcontroller PIC 18F445 firmware, using the low frequency standard (LF) operating with frequency values between 125kHz. This modulator-demodulator is used in the implementation of an active RFID tag. It transmit when the device reader request the sensor temperature and the identifier. The device reader controls the communication with the tag. According to the specialized literature a similar system is not reported.

Regulación de la temperatura del vapor sobrecalentado en un generador de vapor BKZ-340-140-29M de 100 MW mediante un control PID 2-GdL y filtraje de la medida

En este artículo se presenta una mejora del lazo de regulación de la temperatura del vapor sobrecalentado en un generador de vapor BKZ-340-140-29M de 100 MW. El estudio se realiza en la Central Termoeléctrica Máximo Gómez. La propuesta consiste en un controlador PID con una estructura de dos grados de libertad y filtraje de la medida. El diseño, que incluye un criterio de robustez, tiene como objetivo fundamental la atenuación de las perturbaciones de carga producidas por la variación del flujo de vapor. El ruido de medida se resuelve filtrando la salida con un filtro de segundo orden. La ponderación del punto de consigna se utiliza para mejorar los cambios en la referencia. La propuesta se compara con el desempeño del controlador implementado actualmente en el lazo. Los resultados confirman los beneficios del diseño, garantizando así una mejor eficiencia del lazo.

In this paper it is presented an improvement of the temperature loop regulation of the steam overheated in a boiler BKZ-340-140-29M of 100 MW. The study is carried out in the Thermoelectric Máximo Gómez. The proposed consists in a two degree of freedom PID control and measure filtering. The design, that include a robust criteria, has like a fundamental objective the load disturbances rejection produced by variation in the steam flow. The measurement noise is solving using filtering process output with a second order filter. The setpoint weighting it is used to improve the setpoint changes. The proposed is compare with the performance of the current implemented controller in the loop. The results confirm the benefits of design, guaranteeing a better efficiency of the loop.

Sistema de balance de carga para redes malladas inalámbricas multi-interfaces

Las redes malladas inalámbricas, basadas en las normas 802.11, fueron desarrolladas inicialmente con propósitos militares pero actualmente se han desplegado ampliamente en redes de usuario final e industriales. Desde hace más de diez años se realizan investigaciones en esta área. Sin embargo, los temas de enrutamiento y de calidad de servicio (QoS) no están agotados, sobre todo tomando en consideración que el tamaño de las nubes y backbones mesh ha crecido considerablemente. En estas condiciones puede ser muy beneficioso introducir nodos con múltiples interfaces inalámbricas, lo cual no representa grandes costos, por lo que el tema ha atraído el foco de atención de múltiples investigaciones en la actualidad. Esta posibilidad introduce entonces la necesidad de emplear métodos más complejos para estas redes, como el balance de carga y la asignación de canales, incluyendo la posible combinación de interfaces en cada nodo de la red. El presente artículo propone un sistema para implementar los aspectos mencionados arriba entiéndase, proveer diversos modos de balance de carga, considerando la posibilidad de asignar canales y de combinarlos en la comunicación entre nodos mesh. Esto redunda en una gestión mucho más eficiente de los recursos de las redes malladas inalámbricas. Se describen los componentes y funcionalidades más novedosos del sistema propuesto, los cuales están distribuidos en cada nodo, y se ubican en una capa intermedia entre la de enlace y la de red. Por último se presentan los resultados de las simulaciones del sistema propuesto en escenarios concretos.

Wireless mesh networks based on IEEE 802.11 have been initially designed for military purposes, but recently have been deployed widely in customer-based and industrial networks. For more than 10 years wireless mesh networks are in the focus of investigation. Still, topics on routing and quality of service (QoS) are constantly investigated and improved, especially since current wireless mesh hardware allows bigger and highly scalable mesh clouds (e.g., backbone networks). Independently of the application of mesh technology, the deployment of multi-interface nodes offers advantages in terms of capacity and network efficiency. Decreasing prices for wireless hardware benefit this trend. But multi-interface mesh networking generally comes with the cost of a higher system complexity. Especially load balancing and channel assignment have to be carefully adapted. In the presented paper a system which implements the above mentioned aspects is proposed. It includes diverse load balancing modes, taking the possibility of channel assignment algorithms into account. Included interface bundling management results in a more efficient usage of resources. Regarding components and their functionalities are described. An evaluation of the introduced system is provided in form of measurements in different mesh scenarios.