Proyectos del Instituto de Ingeniería Eléctrica

WSNvision	Proyecto de fin de carrera	WSNvision refiere a la implementación de una red de sensores inalámbricos (RSI) con capacidad visual a fin de detectar de forma temprana plagas en cultivos frutales. El monitoreo del nivel de población de polillas Cydia Pomonella y Cydia Molesta que infectan y afectan los cultivos de manzanos, membrilleros, nogales y perales se realiza mediante el uso de trampas colocadas en los árboles. Éstas contienen sustancias adhesivas y feromonas en sus pisos que atraen a los machos de la especie, dejándolos inmovilizados. Existen trabajadores encargados de recorrer periódicamente los cultivos, reemplazando el piso de cada trampa por uno nuevo. Los pisos extraídos son entregados a personal calificado que realiza el conteo de polillas, para determinar si existe plaga. El traslado de pisos, conteo manual de polillas y posterior registro de conteo, trae limitaciones y errores asociados a la intervención de operadores humanos. Del mismo modo que no facilita la centralización de información a nivel regional. Motivándose en esta problemática, se implementó un sistema de transmisión y registro de imágenes de poblaciones de insectos en las trampas, operado por una RSI conectada a un PC. El sistema permite evaluar la evolución diaria de insectos, generar alertas tempranas y centralizar la información de manera automática y libre de errores humanos. A través de un banco de imágenes es posible construir mapas de las poblaciones de plagas, identificando los predios y cultivos más sensibles a los ataques y valorando qué técnicas de control pueden ser más efectivas. Todo esto contribuye al uso más eficiente de pesticidas y por consiguiente a una menor contaminación de la cuenca del río Santa Lucía.
Controlador de energía domiciliario para una Red Eléctrica Inteligente	Proyecto de fin de carrera	La transformación de la matriz energética de nuestro país, que incluye la incorporación de energías renovables y la micro generación, impone nuevos desafíos técnicos en la distribución y el uso adecuado de la energía con el fin del máximo aprovechamiento de los recursos energéticos. Para aplicar métodos de control de demanda, de forma de aplanar la curva de demanda, es necesario contar por un lado con un sistema de gestión global que involucre a todos los componentes de la red y envíe información en tiempo real a los usuarios para que estos puedan optimizar su consumo. Por otro lado se necesita de un controlador de energía local, e.g. a nivel domiciliario, que pueda recibir esta información, procesarla adecuadamente y en última instancia realizar comandos de control sobre los electrodomésticos. Con este propósito se implementó una red de comunicación inalámbrica entre los dispositivos a monitorear y el controlador de energía, un circuito que reporta el consumo de los electrodomésticos y otro que es capaz de comandar el encendido y apagado de los mismos. Además se proporciona una interfaz web donde el usuario puede visualizar el consumo y enviar directivas hacia los electrodomésticos. Finalmente, se implementó un algoritmo de control básico para un termotanque que toma como entradas la tarifa dinámica proporcionada por el distribuidor de energía y las características de consumo del hogar.
Sistema de monitoreo distribuido de capacidad en redes 802.11	proyecto de grado	El objetivo principal del proyecto es determinar un modelo matemático para su posterior implementacion en software capaz de estimar cuánto tráfico puede sacar un nuevo usuario al conectarse a una red WIFI del Plan Ceibal. Para esto previamente se debe obtener e implementar también un modelo matemático que estime cuál es la capacidad total de throughput de la red. Esto se realiza mediante consultas SNMP al Access Point sin interferir en el tráfico cursado sobre la red.
WICO: controladora WiFi		El Plan Ceibal tiene como uno de sus objetivos brindar cobertura Wi-fi a todos los centros educativos del país. Para lograr esto se instalaron Access Point (AP). Estos APs carecen de un controlador centralizado, trabajando cada uno de forma independiente, lo que significa que la asignación tanto de frecuencia o canal a utilizarse, potencia de transmisión y otros parámetros que afectan el desempeño de la red, se hacen de forma manual y generalmente sólo al momento de instalación de los equipos. Factores externos, por ejemplo cambios en infraestructura o equipos externos interferentes, hacen que la asignación óptima no sea la misma a lo largo del tiempo. El objetivo de este proyecto es Implementar un controlador que se comunique con los APs para obtener información de la red, decida cuál es la mejor asignación de canales y potencia, y finalmente configure los APs con los valores que considere óptimos. Este proceso se debe realizar de forma periódica para garantizar el óptimo despliegue durante el mayor tiempo posible.
TIE - Transferencia Inalámbrica de Energía	Proyecto de grado	El proyecto estudia un sistema de 3 bobinados, el primer bobinado en un extremo conectado a un driver enviando una señal sinusoidal a 134.2kHz, el otro extremo un bobinado conectado a una carga y entre medio otro bobinado pasivo. Los tres comparten la misma frecuencia de resonancia de 134.2kHz para formar un sistema SCMR o Strongly Coupled Magnetic Resonance. Esta configuración permite obtener una eficiencia experimental hasta 200 veces que la relevada entre extremos sin el bobinado intermedio. El proyecto caracteriza los parámetros de este sistema y estudia una posible aplicación en sistemas RFID para identificación del ganado, reutilizando un lector y un identificador comerciales del tipo half-duplex pasivos y agregando el bobinado intermedio pasivo con una frecuencia de resonancia igual a la utilizada en la señal de energización del identificador.
Uso de la diversidad de polarización en interiores para mejorar la capacidad de sistemas WiFi convencionales	Proyecto de investigacion	La creciente demanda de capacidad de los sistemas inalámbricos y el aumento de la densidad de dispositivos conectados han impulsado el desarrollo de técnicas avanzadas de transmisión que hacen uso de múltiples antenas para aprovechar las distintas diversidades que estas pueden aportar (espacial, de polarización, de demora cíclica, etc.). La diversidad espacial se obtiene al distanciar las antenas varias longitudes de onda, mientras que si se utiliza diversidad de polarización las antenas necesitan menor distanciamiento, lo cual tiene ventajas en cuanto a las dimensiones y costos de los equipos. En este trabajo se caracteriza el canal inalámbrico en un ambiente de oficinas y se estudia la ganancia por diversidad de polarización que es posible obtener. La caracterización del canal se realiza a partir de medidas de RSSI en la banda ISM de 2,4 GHz, utilizando las Tramas Baliza (Beacon Frames) transmitidas por dos Puntos de Acceso (APs). Los APs utilizados, están basados en el estándar IEEE 802.11n y poseen antenas externas ortogonales. Con las muestras de canal obtenidas se simuló un sistema de comunicación que aprovecha la diversidad de polarización. Utilizando en recepción las técnicas de Combinación por Selección (SC), Combinación de Ganancia Igual (EGC) y Combinación de Relación Máxima (MRC) se cuantificó la ganancia por diversidad de polarización para cada una de ellas. Adicionalmente se estimó el aumento de la densidad de capacidad (Mbps/m2) que se puede obtener en una red WLAN con múltiples APs convencionales, si se utilizan antenas con diferente polarización en un mismo canal; comparando los resultados para distintas topologías de red. Se observa que el aumento de la densidad de capacidad se logra al poder aumentar la reutilización espacial en la red. Para aprovechar esta ventaja es necesario contar con terminales de usuario con al menos dos antenas polarizadas ortogonalmente.
RSItrust	Proyecto de grado	En el proyecto de fin de carrera RSItrust se diseñó e implementó una red de sensores inalámbricos para monitoreo de condiciones microclimáticas en cultivos de cítricos. Las magnitudes que se adquieren incluyen humedad y temperatura del aire de manera de reducir el impacto de las heladas emitiendo alertas o posibilitando acciones post-cosecha, y humedad del suelo posibilitando la racionalización del riego, entre otras aplicaciones.
Laboratorio de Fotometría e Iluminación	Actividad de Instituto	Actividad del Laboratorio de Fotometría e Iluminacion del Instituto de Ingeniería Eléctrica. El grupo de fotometría e iluminación trabaja en la realización de ensayos para clientes públicos y privados. Específicamente ensayos de tipo, ensayos de lote, ensayos especiales, calibraciones, intercomparaciones, etc. Cuenta con dos laboratorios: el “Laboratorio de Fotometría e Iluminación” y el “Laboratorio de Eficiencia Energética de Lámparas”. El primero tiene una historia de más de 60 años de trabajo y logros, mientras que el segundo fue inaugurado recientemente a raíz de la necesidad del país de disponer de un Laboratorio en el área que esté acreditado internacionalmente y sea capaz de absorber toda la demanda del mercado local.
IMPETOM-B Fuente de corriente y voltímetros implementados con DSP para un tomógrafo por impedancia eléctrica	Proyecto de fin de carrera	IMPETOM-B incorpora una plaqueta standard de “Digital Signal Processor” (DSP) para implementar el control de la multiplexación, el manejo de los datos y del circuito que genera la fuente de corriente hacia los electrodos y para la adquisición de datos. Se desarrolla una fuente de corriente, se usa la señal del códec de audio de la plaqueta DSP y se realiza la medida de voltajes resultantes en la piel del paciente mediante los canales de entrada del códec además de usar la capacidad de demodulación del DSP. IMPETOM-B es parte del desarrollo de un Tomógrafo por Impedancia Eléctrica
Tallerine		Es un taller orientado a la generación de ingreso fuertemente recomendado para Ingeniería Eléctrica. Pretende introducir a los estudiantes a la Ingeniería Eléctrica, sus métodos, sus herramientas, sus actores. No es una asignatura a la que uno va a escuchar. Se va a hacer. Sus objetivos van desde la integración social de los rstudiantes, su identificación con la carrera y la Universidad, su motivación y el estímulo a habilidades transversales como comunicación, creatividad, trabajo en equipo. La metodología incluye la oferta de 4 o 5 proyectos diferentes a elegir por el estudiante y que deben ser desarrollados en el transcurso del semestre. Los temas abarcan aplicaciones represnetativas de Ineniería Eléctrica energía, telecomunicaciones, procesamiento de audio, comunicación de dispositivos móviles, dispositivos lógicos programables o configurables, enlaces de radio frecuencia (RF), etc
Radio definida por software		El objetivo de esta tecnología es implementar la mayor parte de un equipo radio en software. La señal recibida debe primero ser sintonizada y muestreada por ciertos equipos creados para tales fines (comúnmente conocidos como SDRs). Luego, las muestras son enviadas a un PC que puede procesarlas de manera totalmente arbitriaria. Por supuesto que el proceso inverso (i.e. que la PC genere muestras y alimentar éstas al equipo SDR) es también posible. De esta forma, con el mismo equipo se puede implementar desde una sencilla radio FM hasta una radiobase GSM, simplemente ejecutando distintos programas en la PC. Esta tecnología es de especial interés para nostros porque nos permite implementar, probar y proponer diferentes tecnologías sin la necesidad de hacer grandes inversiones en equipamiento y mantenimiento. Además, como nuestro trabajo es completamente basado en GNU Radio, una herramienta gratis y en código abierto para crear radios definidas por software, tanto nuestras implementaciones como las de otros investigadores pueden ser descargadas, ejecutadas y editadas por quién así lo desee. De esta manera, distintos algoritmos para la sincronización de la señal, la ecualización del canal, la protección de errores introducidos por el canal, entre otros; pueden ser puestos a prueba ya que se tiene acceso a cualquier punto de la cadena de transmisión y/o recepción. En esta oportunidad vamos a estar mostrando cómo de manera muy simple uno puede crear un receptor de radio FM. También les vamos a presentar el primer receptor de televisión digital abierta, en el estándar ISDB-T, completamente abierto y basado en SDR. Este receptor fue implementado por el grupo en el marco del proyecto de la Agencia Nacional de Investigación e Innovación (ANII) FST_1_2013_1_13179, financiado por la Dirección Nacional de Telecomunicaciones y Servicios de Comunicación Audiovisual (DINATEL).
RattusBot Rioplatensis	Proyecto de grado	El proyecto RattusBot comprende el diseño y desarrollo de una plataforma robótica que implementa modelos biológicos de neuronas. Se concibe como una herramienta de investigación para neurocientíficos, que permite simular modelos programados y someterlos a un ambiente real. La plataforma consiste en una estructura de acrílico con dos ruedas motorizadas y una de apoyo, múltiples sensores para interactuar con el entorno y dos placas Arduino Due que comandan al robot y simulan el comportamiento de las neuronas en tiempo real. Las neuronas implementadas se conocen como grid cells y tienen la particularidad de presentar actividad en zonas determinadas del espacio físico. Dichas regiones forman en el ambiente una red triangular de nodos equidistantes. Estas células fueron descubiertas por Edvard Moser y May-Britt Moser, quienes recibieron por esta razón el Premio Nobel de Medicina en 2014 junto a John O'Keef, quien descubrió otro tipo de neuronas llamadas place cells. Estas junto a las grid cells constituyen el sistema de posicionamiento del cerebro.
DisTraNa	Proyecto de grado	Software de Cálculo para el diseño de transformadores de distribución de núcleo arrollado. El sistema de diseño permitirá: a partir de la definición de la geometría y datos constructivos del transformador calcular todas sus características eléctricas (pérdidas, impedancias, temperaturas, etc.) a partir de sus características eléctricas básicas (potencia, tensiones, frecuencia, valores garantizados deseados, etc.) determinar a través de un proceso de optimización la geometría y detalles constructivos que permitan fabricar el transformador
Pestibee	Proyecto de grado	El desarrollo de la tecnología agropecuaria ha impulsado un aumento en el uso de agroquímicos y pesticidas. Existen indicios de la toxicidad de estos agroquímicos sobre las colonias de abejas. En busca de alguna relación entre la contaminación y el comportamiento de estos insectos, se diseñó un sistema que permite capturar los sonidos y las temperaturas de la colmena. Este es el punto de partida para utilizar la colmena como monitor remoto de contaminación. El dispositivo toma muestras de señales correspondientes a temperatura en seis canales y a sonido de hasta 1kHz en ocho canales. Calcula la Transformada Rápida de Fourier de estos últimos y mantiene su módulo como representación de la energía en cada banda de frecuencia. Toda la información se almacena localmente en una memoria flash extraíble y se envía por GPRS a un servidor. El equipo utiliza una placa de desarrollo de Texas Instruments basada en el microcontrolador Stellaris LM4F232H5QD y se alimenta con una batería recargable con energía solar; de esta manera es completamente autónomo y configurable de forma remota. Participantes: Alejandro Draper, Nicolás Obrusnik y Pablo Zinemanas.
Procesamiento Multimodal de Señales en la Interpretación de Música		En el proyecto se estudiaron los aspectos teóricos y prácticos de las técnicas de procesamiento multimodal de señales. Se abordó el problema del estudio de la interpretación de música, tomando el Candombe afro-uruguayo como caso de estudio. Se generaron registros multimodales (audio, video) y se desarrollaron herramientas de software para su procesamiento y análisis. El objetivo final consistió en evaluar el aporte de distintos modos de información al desempeño de algoritmos de extracción de información musical. Como parte del trabajo se implementan algoritmos de detección sobre las señales de audio y de video. A partir de esa información se clasifican los tipos de golpes realizados en ejecuciones de repique de candombe. Es posible constatar que la fusión de la información proveniente de cada modo produce mejores resultados que considerar los modos de forma aislada.
SimSEE (Plataforma de Simulación de Sistemas de Energía Eléctrica)		SimSEE es una Plataforma de Simulación de Sistemas de Energía Eléctrica desarrollada en el IIE-FING en una series de proyectos. Es utilizada actualmente para realizar el despacho óptimo de los recursos de generación del país así como para la planificación de inversiones de generación eléctrica y para la enseñanza de estas disciplinas en cursos de actualización y posgrado dentro del IIE.
interfaz cerebro-máquina		Grupo: Núcleo de Teoría de la Información / Depto. de Procesamiento de Señales Resumen: el proyecto trata de la interpretación automática de señales electroencefalográficas (EEG) para lograr interacción entre un humano y una computadora. Se mostrará una o varias aplicaciones de este tipo en tiempo real (ejemplos: deletreador de texto, selección de objetos en pantalla, movimiento derecha-izquierda), utilizando un casco EEG "Emotiv" de 14 canales.
Modelado no lineal de aportes al sistema eléctrico		Grupo: Nucleo de Teoría de la Información / Depto. de Procesamiento de Señales Resumen: el proyecto trata de proponer y evaluar modelos alternativos al hoy utilizado dentro del sistema de simulación de sistemas de energía eléctrica (SimSEE), una aplicación desarrollada originalmente por el Msc. Ing. Ruben Chaer y actualmente utilizada en la UTE para optimizar la toma de decisiones (política de operación) de la UTE ante los distintos escenarios posibles de aportes de energías renovables, en particular de represas hidroeléctricas. Se presentarán alguno de estos modelos de manera resumida.
Taller de Electrónica Libre.	asignatura de enseñanza activa	El TEL va a presentar algunos instrumentos musicales analógicos. Aún no tengo del todo definido qué va a ir, pero seguro irá el vocoder, un theremin, y capaz algún sintetizador.
Tus ojos tienen el control: ingeniería biológica aplicada al control de prótesis		En este stand se demuestra la formación que reciben los estudiantes de ingeniería biológica por medio de una aplicación concreta, el diseño de prótesis ortopédicas. Para ello se demostrará el funcionamiento de los músculos oculares medidos mediante electromiograma. En base a las mediciones del miograma, se analizará la señal para obtener patrones de movimiento de los ojos y con los mismos se controlará un auto a control remoto.
Del potencial eléctrico de la membrana celular al análisis automático de electrocardiogramas (ECG).		En este stand se mostrará un proyecto de final de curso de la asignatura Taller 2 de la carrera de Ingeniería Biológica. Este proyecto consta de 3 trabajos finales colaborativos que trabajan sobre diferentes aspectos del análisis de la actividad eléctrica celular y en particular una aplicación al análisis automático de ECG. Se hará una introducción al problema y los modelos de potenciales eléctricos de la membrana celular. Se mostrará el pasaje del potencial de acción de las células de miocardio a la conformación del ECG y se verá como alteraciones en las propiedades de dicha células se manifiestan en el ECG. Finalmente se mostrarán tres aplicaciones: clasificación morfológica de latidos usando el ancho del mismo, clasificación morfológica de latidos usando puntos característicos, y análisis de la frecuencia cardíaca.
Sistema de Monitorización de la señal de TV Digital (SMTVD)		El proyecto propone la creación de una plataforma tecnológica para la monitorización de la calidad de la señal de TV digital terrestre ISDB-Tb en forma constante, descentralizada, automática y unificada. Este enfoque es complementario de las medidas a demanda o frente a denuncias, básicamente reactivas. Medir la calidad y corregir los apartamientos redundará en una mayor velocidad de adopción a partir de una buena experiencia de uso. La TV digital se puede recibir perfectamente o no recibir; la franja de transición presenta errores gruesos en forma esporádica. De su frecuencia dependerá el juicio subjetivo. Se quiere registrar la calidad percibida (video, audio, sincronización e interacción) y la calidad técnica subyacente (nivel de señal recibida, interferencias, tasa de error, pérdida de datos, corrección sintáctica). Medir estos parámetros permite anticiparse a la experiencia del usuario.
MACOSEMU - Mano controlada por señales musculares	Proyecto de fin de carrera	En el presente trabajo se desarrolla un prototipo de mano controlada por señales musculares. Se logra adquirir y visualizar la señal electromiográca mediante electrodos superficiales. Implementando etapas de amplicación y filtrado, junto a circuitos que minimicen el ruido, se obtiene una señal de amplitud considerable. Se logra un procedimiento para determinar la relación entre fuerza e intensidad muscular, creando la base para el algoritmo de control que acciona el motor, permitiendo el movimiento continuo de la mano. Se construye el antebrazo y la mano mecánica con tecnología de impresión 3D, dando un carácter estético al prototipo final.
uQuad II, Vuelo autónomo de un cuadricóptero		El objetivo del proyecto es la automatización del vuelo de un UAV (Unmanned Aerial Vehicle) con arquitectura de cuadricóptero. Esto incluye el diseño físico y construcción del vehículo utilizando partes comerciales (chasis, motores, hélices, sensores, placas de desarrollo, etc), así como el diseño y construcción de la electrónica y algoritmos que lo controlan. A su vez se implementaron algoritmos de generación y seguimiento de trayectorias a partir de la especificación de puntos a recorrer dados por el usuario. Finalmente se diseñan una serie de controladores que permiten, en conjunto con los algoritmos antes mencionados, controlar el vuelo de forma de cumplir los objetivos impuestos. El dispositivo cuenta con la capacidad de evadir obstáculos aislados durante su recorrido.
Laboratorio de Procesamiento de Señales		El Laboratorio de Procesamientro de Señales es una unidad mixta (Facultad de Ingeniería/UDELAR-Institut Pasteur de Montevideo). Sus líneas de investigación están relacionadas con el Procesamiento de Señales e Imágenes con aplicaciones a la Biología y Biomedicina en general y a la Biología Estructural en particular. Dentro del Institut Pasteur de Montevideo busca crear y consolidar un grupo mixto interdisciplinario en Procesamiento de Señales e Imágenes Biomédicas. Con este objetivo se busca identificar necesidades comunes de los diferentes grupos de investigación relacionadas con el procesamiento de datos de forma de realizar investigación en procesamiento de señales e imágenes y desarrollar herramientas para sistematizar y automatizar el procesamiento. Académicamente, promueve la interacción de diversos actores (ingenieros, médicos, biólogos, técnicos) en seminarios y cursos de grado y posgrado en áreas relacionadas con el procesamiento de señales y sus aplicaciones.
Algoritmos de estimacion del estado de la red de potencia para su uso con sincrofasores		El proyecto consiste en la implementación de algoritmos de estimación de las variables eléctricas de la red de potencia a partir de un conjunto discreto de medidas hechas con sincrofasores. Los algoritmos permiten hacer esa estimación mismo en presencia de perturbaciones dinámicas en la red. Se estudió el desempeño de los algoritmos tanto en lo que hace al error de estimación como a los tiempos de ejecución.