Ingeniería Electrónica

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Algoritmo de fusión de señales de audio y vídeo para el manejo de un Robot UR3
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2021) Holguín Díaz, Juan David; Mosquera de la Cruz, José Hernando; Contreras Pérez, Juan David
En el presente trabajo se realizó una revisión bibliográfica que permitió la identificación de conceptos importantes para la definición, diseño e implementación del algoritmo de fusión de señales y módulos adicionales. Donde se buscaba el cumplimiento del objetivo general que era la implementación de un algoritmo de fusión de señales de audio y vídeo que permitiera el manejo del UR3. Esto con el propósito de dotar al UR3 de una nueva forma de manejo semejante a la robots de carácter más domestico donde la interacción con estas máquinas no requiere poseer conocimiento previos, escenario que si se presenta con el robot de carácter industrial UR3. El desarrollo e implementación del sistema con el UR3 permitió el desarrollo de pruebas que consistía en el desplazamiento de cubos de una posición inicial a una posición final por medio de los comandos audiovisuales. Se realizaron las mencionadas pruebas con usuarios con pocos conocimientos afines a la robótica, los resultados obtenidos mostraron una mejoría en variables de número de instrucciones usadas en las pruebas en comparación con actividades donde no se hacía uso de la totalidad de los comandos.
Application of data augmentation methods in transfer learning algorithms to identify amphibian species in bioacoustic signals
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Melo Ordóñez, Adriana Lucía; Tobón Llano, Luis Eduardo
El calentamiento global y sus efectos se han establecido como asuntos importantes en la actualidad. Las consecuencias y evidencias del cambio climático deberían representar la urgencia de medidas más estrictas para prevenir secuelas irreversibles. De esta manera, es crucial reunir evidencia que corrobore el grado de efecto del calentamiento global, y el Monitoreo Acústico Pasivo, PAM en inglés, es un método para cumplir este objetivo. PAM puede supervisar especies que se encuentran en riesgo de extinción y que también son especialmente sensibles a los cambios de temperatura como es el caso de los anuros. Consecuentemente, estas especies son fundamentales en determinar el impacto del calentamiento global y la escala de urgencia para abordarlo. El estudio y supervisión de señales, reunidos de la aplicación de PAM, puede implicar un desafío debido a la extensa cantidad de horas de datos que se necesitan analizar, lo que puede ser una tarea demandante y que consume mucho tiempo. Entonces, el uso de Machine Learning aparece como una herramienta efectiva para automatizar la identificación de señales bioacústicas y facilitar su estudio. Sin embargo, con el fin de alcanzar resultados excepcionales con algoritmos de Machine Learning se requieren una cantidad de datos considerable, la cual no siempre puede estar disponible. Con el objeto de afrontar la falta de datos y mejorar el desempeño de los algoritmos, técnicas como la aumentación de datos y el aprendizaje por transferencia han sido desarrolladas. Este trabajo de grado pretende probar la eficacia de estas dos técnicas para clasificar espectrogramas multi-etiqueta generados de llamados de especies de anuros. Los experimentos involucraron comparar el desempeño de tres arquitecturas de redes neuronales convolucionales (ResNet, VGG y EfficientNet) en dos bases de datos. Los experimentos concluyeron que EfficientNet obtuvo los resultados más significativos, consiguiendo en promedio un F1-score de 0.83 cuando se usó junto con la aumentación de datos y el aprendizaje por transferencia.
Aprendizaje de máquina aplicado a un proceso de clasificación para un robot colaborativo
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Delgado Giraldo, María de los Ángeles; Penagos Angrino, Juan Felipe; Martínez Álvarez, Alexánder
Se desarrolló un sistema basado en redes neuronales artificiales (RNA), el cual permite el aprendizaje y la ejecución de una tarea de clasificación de objetos cúbicos por color al robot colaborativo UR3 mediante interacción multimodal comandada por gestos y voz. Las pruebas se realizaron con siete sujetos de prueba a los cuales inicialmente se les realizó una encuesta para identificar el nivel de conocimiento en robótica e interacción multimodal. Posteriormente, se les explicó cuáles eran las diferentes formas para enseñarle al robot la tarea de clasificación por color de objetos cúbicos. Finalmente, se ejecutaron las pruebas en dos formatos; cuantitativas y cualitativas. Las pruebas cuantitativas evaluaron 588 interacciones verbales, 21 comandos de voz, 252 interacciones gestuales, 63 interacciones multimodales y 63 clasificaciones por color de objetos cúbicos, obteniendo un total de acierto del 94.86% para comandos multimodales, un 96.83% para comandos de voz, un 80.95% para los comandos multimodales y 100% para las clasificaciones por color de objetos cúbicos. Las pruebas cualitativas se realizaron mediante una encuesta de cinco preguntas evaluada con una escala likert, consultando a los usuarios sobre su experiencia respecto al desempeño de las interacciones verbales, gestuales, multimodales, realimentación y clasificación. Las encuestas mostraron una alta satisfacción sobre la arquitectura propuesta durante la interacción del usuario con el robot.
Arquitectura cognitiva aplicada en procesos de clasificación para un robot colaborativo
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Jamioy Cabrera, Juan David; Rodríguez Téllez, Gabriel Alejandro; Martínez Álvarez, Alexánder; Mosquera de la Cruz, José Hernando
Se desarrolló una arquitectura basada en el modelo de arquitectura cognitiva SOAR, la cual permite a los usuarios enseñarle tareas de clasificación de objetos cúbicos por color al robot colaborativo UR3 mediante interacción multimodal comandada por gestos y voz. La evaluación de la arquitectura fue realizada por siete sujetos de prueba, a quienes se les indicaron los comandos gestuales y de voz para enseñarle al robot la tarea de clasificación por color de objetos cúbicos. A partir de estas interacciones se evaluó el desempeño, ejecutando tanto pruebas cuantitativas como cualitativas. En las pruebas cuantitativas se ideó un protocolo que permitió evaluar un total de 588 interacciones verbales, 252 interacciones gestuales, y 63 interacciones verbales y gestuales. El porcentaje de reconocimiento de las interacciones fue del 98.41% para los comandos de voz, 81.35 % de las gestuales, y 80.95% de las multimodales. Además, el robot ejecutó la clasificación por color de objetos cúbicos el 100%. En las pruebas cualitativas se les realizaron a los usuarios cinco preguntas sobre su percepción sobre las interacciones verbales, gestuales, y multimodales, utilizando como opciones de respuesta una escala Likert. Las encuestas mostraron una alta satisfacción sobre la arquitectura propuesta durante la interacción del usuario con el robot.
Automatización de la entrega de dispositivos electrónicos en el laboratorio de electrónica mediante RFID
(Pontificia Universidad Javariana Cali, 2025) Pérez Jaramillo, Mario Alejandro; Villarroel Luengas, Juan Esteban
El presente proyecto, denominado AUTOLAB, consiste en el desarrollo de un sistema automatizado para la entrega de dispositivos y materiales en el laboratorio de electrónica y telecomunicaciones de la Pontificia Universidad Javeriana de Cali. La motivación principal del proyecto surge de la necesidad de optimizar la disponibilidad de dispositivos de medición y herramientas en el laboratorio, ya que, aunque un laboratorista encargado presta estos servicios, su presencia en el sitio no siempre es permanente y mucho menos en los horarios no hábiles. Esto afecta especialmente a los estudiantes de las carreras de electrónica y biomédica, quienes requieren acceso continuo para realizar pruebas y desarrollar sus proyectos. AUTOLAB utiliza una antena UHF para la lectura de etiquetas RFID, junto con un sistema de casilleros controlados por un microcontrolador ESP32. Este dispositivo gestiona la comunicación con una base de datos MySQL alojada en un servidor local, facilitando el registro de usuarios, la asignación de casilleros y la supervisión de préstamos y devoluciones de manera automatizada. También es tarea del ESP32 el suministro de fluido eléctrico a los puestos de trabajo los cuales cuentan con el servicio de un generador de señales, un osciloscopio y un computador de mesa. Cada vez que un casillero es reservado mediante un préstamo, el fluido eléctrico de un respectivo puesto de trabajo se activa hasta que se presente la devolución de los elementos prestados. Además, el sistema incluye una interfaz web para la visualización de información y la interacción con el usuario al momento del préstamo. La metodología aplicada en el desarrollo del sistema abarcó desde el diseño del hardware y la integración de componentes electrónicos hasta la implementación de una API para la gestión de datos y la programación del servidor web en el ESP32. Se realizaron pruebas experimentales para validar la precisión de la lectura de las etiquetas RFID y la eficiencia en la gestión de los casilleros. El resultado obtenido demuestra una mejora significativa en la accesibilidad y eficiencia del proceso de préstamos, permitiendo a los estudiantes acceder a los materiales que necesitan, incluso fuera del horario de atención del encargado del laboratorio. Esto proporciona un entorno más flexible y autónomo para la administración de los dispositivos del laboratorio. El proyecto concluye con la validación de la solución propuesta y su potencial para ser aplicada en otros entornos con necesidades similares de automatización en la entrega de materiales.
Beamforming de arreglos planos MIMO Masivo usando optimización metaheurística
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Polanco Velasco, Jan; Mavares Terán, Dimas
En el presente trabajo se realizaron tres experimentos numéricos usando una colección definida de cinco Algoritmos Metaheurísticos (AM), y se establecieron métricas que permitieron evaluar la Formación de haz de una onda electromagnética en un arreglo plano de antenas MIMO Masivo. Ahora bien, revisando los antecedentes se encuentra que los AM se usan para dar respuesta al problema de la Formación de haz adaptativa; también se definió cuáles son las métricas, gráficas y experimentos más adecuados, detallando aspectos iniciales como el factor de arreglo, Potencia suministrada a los usuarios, directividad, etc. Además, se establecieron las funciones prueba para validar y comparar el desempeño de los AM y se establecieron métricas como promedio de iteraciones, tiempo de ejecución, etc. La implementación de los algoritmos sobre las distintas funciones prueba se realizó en el programa MATLAB y la comparación se realizó con el Software R haciendo un Análisis de componentes principales (PCA). Para los experimentos, se diseñó el patrón de Radiación de referencia que sirvió de insumo para construir la función multiobjetivo en el problema de optimización. Se consideraron las limitaciones y alcances planteados en el anteproyecto para construir los experimentos; además, se tuvo en cuenta la cantidad y ubicación de los usuarios, los objetivos de la función objetivo, caminatas aleatorias, métricas como tiempo de ejecución y potencia en cada usuario respecto a la isotrópica en decibeles, etc. De nuevo se realizó PCA y se determinaron cuáles algoritmos tienen el mejor desempeño en el problema de la Formación de haz de un arreglo plano de antenas 8×8. Al final se realiza una validación entre la matriz de pesos y software especializado de antenas. Finalmente, se encontró que los experimentos planteados son adecuados para determinar el desempeño de los AM en el problema de la Formación de haz y se pudo determinar que Cuckoo Search by Levy Flights (CKLF) y Particle Swarm Optimization (PSO) son los AM que mejor se ajustan a cada uno de los experimentos planteados. Con lo anterior es posible concluir que estos algoritmos presentan los diagramas de radiación más parecidos a la función objetivo dentro del problema de optimización.
Clasificación automática de residuos aprovechables y no aprovechables en la Pontificia Universidad Javeriana Cali usando Deep Learning
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Torres Tamayo, Juan Esteban; Rosero Mora, Janner Arley; Vargas Cardona, Hernán Darío
El procesamiento de los residuos sólidos es un problema que viene perjudicando a la humanidad des de hace ya varios años, dando por resultado contaminación y acumulación excesiva de desperdicios en rellenos sanitarios. Todo este panorama ha traído consigo la aplicación de normativas para la clasificación de los residuos para su posterior procesamiento, donde en Colombia la actual normativa dicta tres tipos de residuos: Aprovechables, No Aprovechables y Orgánicos. Sin embargo, aún con la existencia de normativas y campañas educativas sobre el manejo de los residuos sólidos urbanos, la comunidad no realiza adecuadamente la separación de dichos materiales y esto trae consigo un aumento energético laboral en las instalaciones dedicadas al procesamiento de desperdicios que bus can darles un correcto tratamiento a estos. Este trabajo propone la implementación de una herramienta tecnológica que permita realizar una clasificación automática de los residuos orgánicos enfocándose en las instalaciones del campus de la Pontificia Universidad Javeriana Cali. Para ello, se partió de la visión computacional para el reconocimiento de imágenes de residuos los cuales son procesados y clasificados a partir de un algoritmo de Deep Learning que tiene por objetivo identificar y clasificar los residuos entre aprovechables y no aprovechables. Después de un proceso de benchmarking entre modelos implementados con Transfer Learning el modelo escogido alcanza métricas de 0.93 en Accuracy.
Conformado de Haz para MIMO masivo usando algoritmos de optimización híbridos
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Mora Brito, Juan José; Mavares Terán, Dimas
En este trabajo se propone el diseño y aplicación de un algoritmo metaheurístico híbrido sobre el proceso de conformación de haces en un plano de antenas MIMO Masivo 8x8. Este algoritmo se ejecutó y se evaluó mediante una serie de experimentos desarrollados en MATLAB en los que se consideraron diferentes tipos y números de usuarios. El desempeño del nuevo algoritmo se evaluó en función del tiempo de ejecución, el número de iteraciones y la potencia promedio recibida por los usuarios en cada uno de los escenarios. Finalmente, se realizó una comparación entre el desempeño de los algoritmos metaheurísticos individuales con el nuevo algoritmo híbrido y se encontró que un algoritmo diseñado utilizando una estrategia de hibridación es capaz de dirigir mayor potencia a los usuarios en cada uno de los escenarios.
Conversor DC-DC controlado por MPPT de Salto Selectivo para sistema fotovoltaico
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2021) Díaz Soledad, Camilo Alexander; Giraldo Castañeda, Carlos Andrés
En este documento se presenta el diseño de un mecanismo de control para un conversor DC-DC reductor, con el cual se logra una conversión eficiente para un sistema fotovoltaico regulado por un método MPPT. Se trabajó con el algoritmo de salto selectivo (Selective Hopping o SH) [2], el cual cuenta con un tiempo de convergencia mas bajo respecto al algoritmo en el que fue basado (Perturb and Observe o P&O). Con este algoritmo implementado y acoplado al conversor DC/DC, se alimentaron unas cargas lumínicas de corriente directa que extraen la máxima potencia de un panel solar. Finalmente, se evaluó el funcionamiento del sistema con el algoritmo MPPT de salto selectivo y se hizo la comparación de su desempeño frente al método MPPT convencional P&O.
Data-driven system identification of the Barabási–Albert Model
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Contreras Franco, David; Finke Ortiz, Jorge; Tobón Llano, Luis Eduardo
Este trabajo compara los métodos Sparse Identification of Nonlinear Dynamics (SINDy) y Nonlinear AutoRegressive Moving Average with eXogenous input (NARMAX) en la tarea de identificación de dinámicas. La comparación consideró sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias (ODE), como los sistemas caóticos, funciones de transferencia no lineales con entrada aleatoria y la evolución del grado de un nodo del modelo Barabási-Albert (BA), con la extensión de la capacidad para identificar diferentes ecuaciones entre dos nodos con diferentes valores de fitness en un modelo de Bianconi-Barabási. Las métricas de comparación seleccionadas se centran en la representación del modelo, la dispersión, el error de estimación y el tiempo. La comparación indica que SINDy encuentra modelos más dispersos, mientras que NARMAX encuentra modelos que minimizan el error de estimación.
Desarrollo de sistema de control de un robot delta lineal basado en la norma ANSI/RIA R15.06-2012
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Pinzón Cortés, Juan Sebastían; Ángel Moreno, Jorge Alejandro; Contreras Pérez, Juan David; Arizala Cobo, Bleider Johan
La robótica industrial es una tecnología que ha logrado darle valor agregado a la producción en masa de artículos en diferentes campos a nivel mundial. Esta ha logrado que los productos sean fabricados en un tiempo menor, debido a la rapidez en la ejecución de tareas; con una mayor precisión, debido al bajo error de un robot al ejecutar una orden y de una forma más segura, puesto que un robot puede trabajar en ambientes hostiles, como altas temperaturas, lo cual podría ser perjudicial para un operario humano. Sin embargo, la implementación de estos sistemas robóticos comerciales es muy costosa, por lo que empresas en vía de desarrollo no tienen el poder económico para adquirirlos. Una solución este problema es la implementación de robots hechos a la medida, los cuales serían más accesibles para las empresas y potenciar así el desarrollo de nuevos comercios. A pesar de tener un costo menor, estos robots deben cumplir con estándares de seguridad, que garanticen la integridad de los operarios dentro de las instalaciones donde se utilicen. El objetivo de este trabajo es diseñar e implementar un sistema de seguridad industrial en un robot Delta lineal, ubicado en el Centro de Automatización de Procesos, en la Universidad Javeriana Cali. Se llevó a cabo una evaluación de riesgos para determinar los potenciales peligros a los que los operarios o la infraestructura del dispositivo podrían estar expuestos. Con base a estos resultados, se determinaron los requisitos que el sistema debe cumplir. Posteriormente, se diseñó una arquitectura de seguridad capaz de mitigar los riesgos y cumplir con los requerimientos establecidos. Esta arquitectura se implementó en el robot y se evaluó para validar su seguridad. Durante el desarrollo de este proyecto, se siguieron los lineamientos y estándares establecidos por una entidad internacional reguladora, como ANSI RIA.
Desarrollo de un sensor de humedad de suelo de bajo costo para aplicaciones en el sector agrícola colombiano
(2025) Dorado Garay, David Alejandro; Enríquez Balcázar, Luis Alejandro; Tobón Llano, Luis Eduardo
Este trabajo presenta el desarrollo de un sensor de humedad de bajo costo para aplicaciones agrícolas, con el propósito de ofrecer una solución funcional que permita integrar la medición de esta variable en sistemas de monitoreo para agricultura de precisión en Colombia, ya que el sector está en crecimiento y la falta de dispositivos de medición de variables a bajo costo es evidente. La necesidad de optimizar el uso del agua y mejorar la toma de decisiones en el cultivo motivó la creación de un dispositivo accesible, adaptable a diferentes condiciones de suelo y útil en zonas rurales con recursos limitados. El proyecto se apoyó en una metodología basada en el proceso de diseño en ingeniería, que permitió avanzar de manera iterativa desde la etapa conceptual hasta la validación experimental. Se realizaron simulaciones electromagnéticas del modelo en 3D del sensor para entender y predecir su comportamiento frente a diferentes niveles de humedad de suelo, y posteriormente se construyó un prototipo físico utilizando materiales de bajo costo y de fácil disponibilidad comercial. La validación se llevó a cabo en condiciones de laboratorio, empleando un analizador de redes vectoriales para registrar la respuesta en frecuencia del dispositivo frente a distintas condiciones de humedad. Los resultados demostraron una relación coherente entre los niveles de humedad y el desplaza miento en la frecuencia de resonancia del sensor, tanto en simulaciones como en pruebas reales, con un error cuadrático medio aceptable en el modelo de ajuste. Además, se evidenció que el prototipo conserva características favorables para su uso en campo, lo que respalda su potencial implementación en futuros sistemas de agricultura de precisión. La experiencia también permitió identificar mejoras futuras en términos de encapsulado, robustez y alineación con normativas técnicas aplicables.
Desarrollo de un sistema de comunicación multi-robot en ROS (Robot Operating System)
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2025) Correa Ramos, Alejandro; Ramírez Gutiérrez, Émerson Armando; Plata Eastman, Simón Alfredo José
El proyecto de investigación profundizó en el desarrollo de múltiples modelos de aprendizaje automático, estableciendo una comparativa entre las técnicas clásicas de aprendizaje y las cada vez más emergentes técnicas de aprendizaje profundo, llevando a cabo una tarea de clasificación en el ámbito de la salud. El problema central de esta investigación consistió en determinar de manera precisa si un modelo de aprendizaje automático podía identificar la presencia de patologías en la voz. El enfoque adoptado para ambas técnicas de aprendizaje fue diferenciado, permitiendo a los modelos de cada técnica centrarse en distintas aproximaciones para resolver el mismo problema. Varias tareas realizadas previamente al desarrollo de los modelos contribuyeron a mejorar sus resultados, demostrando cómo, mediante ciertas estrategias, se pueden superar limitaciones como la cantidad de datos disponibles, logrando así un mejor desempeño. Finalmente, al completar los experimentos, se desarrolló una interfaz gráfica que permite interactuar con dos de los modelos creados, destacando los mejores resultados obtenidos en cada una de las técnicas de aprendizaje seleccionadas. Los resultados finales resaltan cómo el aprendizaje automático desempeña un papel diferencial en tareas complejas para los seres humanos, ya sea por su naturaleza imperceptible o por la necesidad de analizar grandes volúmenes de datos para generar resultados en tiempo real. En conclusión, esta investigación evidencia el potencial del aprendizaje automático en la detección de patologías en la voz, logrando resultados precisos a pesar de contar con una cantidad limitada de datos en comparación con otros problemas. Además, abre el camino para futuros refinamientos y estudios clínicos que incluyan los modelos en entornos reales, permitiendo obtener una retroalimentación no observable en las etapas de desarrollo.
Design and implementation of an electronic system to monitor lung re-expansion physiotherapy processes
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Hernández Potes, Julián Andrés; Sánchez Rengifo, Diana Carolina; Aguilar Zambrano, Jaime Alberto; Valencia Díaz, Manuel Vicente
Para el bienio 2020-2021, las enfermedades cardiopulmonares ocuparon el tercer lugar en el grupo de las primeras cinco causas de mortalidad en Colombia [1], cifra que es aún más contundente cuando se trata solamente de la infección por COVID-19. Con esto en consideración, es posible aseverar que el número de personas que atraviesan por estas enfermedades y/o por las secuelas que dejan es considerable, necesitando a menudo de procesos de fisioterapia respiratoria para hacer frente a su recuperación. En este sentido, la fisioterapia entra a jugar un papel importante y decisivo en la vida de cada paciente que sufre las consecuencias posteriores a las enfermedades, haciendo imperante el desarrollo de alternativas que permitan acompañar estos procesos. Actualmente en Colombia, los dispositivos de apoyo para el acompañamiento de las fisioterapias no proporcionan suficiente información respecto de las variables fisiológicas envueltas en el proceso de recuperación del paciente. Con lo anterior en mente, en esta Disertación de Pregrado se abordará el diseño y la implementación de un sistema electrónico capaz de monitorear y acompañar el proceso de recuperación de los pacientes en fisioterapia de re-expansión pulmonar, una de las clases de fisioterapia más importantes para la recuperación funcional del sistema respiratorio. Consecuentemente, se hará uso de las metodologías inventivas TRIZ y Design Thinking, que brindarán un camino de guía hacia el análisis sistémico e integral del proyecto, así como un acercamiento paulatino hacia soluciones innovadoras centradas en las necesidades de los pacientes y fisioterapeutas. La convergencia de las implementaciones llevadas a cabo a lo largo del desarrollo del proyecto será soportada en la aplicación del Diseño Axiomático y la determinación de criterios de valor sugeridos por la técnica de toma de decisiones AHP. La implementación y la obtención de resultados se desarrolló mayoritariamente en tres fases fundamentales: la primera aborda la aproximación de un sistema de monitoreo del flujo respiratorio a través de la interfaz gráfica de NI LabVIEW que, aunque no estaba enfocada en la medición precisa de la variable fisiológica, brindó un ambiente receptivo con el que se obtuvieron las primeras impresiones del proyecto; la segunda, corresponde a la puesta en marcha del prototipo final del proyecto a través de un sistema microcontrolado, con el que es posible adquirir y procesar el flujo respiratorio, y determinar el volumen y frecuencia respiratoria; la tercera, abarca el modelado de la adquisición del flujo respiratorio a través del principio de presión diferencial en sensores de Placa de Orificio, el cual está basado fundamentalmente en la normativa ISO 5167 y posteriores adaptaciones para hacerlo viable en aplicaciones médicas de espirometría. Este proyecto local hace parte del proyecto de investigación "Sistema incentivo respiratorio para re-expansión pulmonar en pacientes con secuelas de COVID-19", y se centra fundamentalmente en el desarrollo del sistema electrónico.
Design of a Subsonic Wind Tunnel for Academic Activities
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2025) Iriarte Martínez, Jaime Andrés; Gómez Páramo, María Nicolle; Gómez Gómez, Adriana; Plata Eastman, Simón Alfredo José
Los laboratorios prácticos han demostrado ser un recurso educativo esencial para demostrar conceptos a través de experimentos prácticos. Por lo tanto, la Pontificia Universidad Javeriana – Cali está comprometida con el desarrollo de infraestructura para su proceso de enseñanza, donde los estudiantes puedan llevar a cabo experiencias de aprendizaje prácticas. Este proyecto tiene como objetivo diseñar un túnel de viento subsónico como equipo de laboratorio con fines educativos para realizar actividades en el campo de la mecánica de fluidos. Además, este trabajo integra un sistema de control en lazo abierto y adquisición de datos (CDAQ) para regular la velocidad del flujo de aire y medir variables clave, como la temperatura, la presión dinámica y la velocidad del flujo de aire en la sección de prueba. Así, se implementó y evaluó un sistema de tubos Pitot y un transmisor de temperatura Pt100 mediante pruebas prácticas en un túnel de viento a tamaño real proporcionado por la colaboración entre la Pontificia Universidad Javeriana – Cali (PUJ-Cali) y la Universidad Autónoma de Occidente (UAO).
Develop of prototype system for people recognition based on ear biometrics
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Córdoba Bravo, Juan Camilo; Torres Ordoñez, José Iván; Linares Ospina, Diego Luis
Diseño de sistema electromecánico y de control de giro de muñeca en una prótesis mioeléctrica
(Pontificia Universidad Javariana Cali, 2024) Cobo Moreno, Juan José; Portillo Rosero, Santiago; Martínez Álvarez, Alexánder; Henao Aguirre, Sofía Catalina
En la actualidad, muchas prótesis de miembro superior se centran en el accionamiento del efector terminal mediante control electromecánico. En esta tesis se diseñó, probó y validó un sistema protésico mioeléctrico de rotación de muñeca, utilizando la metodología CDIO a lo largo de la totalidad del proyecto. El dispositivo protésico se diseñó considerando dispositivos protésicos desarrollados por la empresa Prótesis Avanzadas. Cada componente del sistema fue diseñado y sometido a pruebas para validar su funcionalidad. Finalmente, las diferentes partes fueron integradas en un solo dispositivo, validando su funcionalidad para lograr un sistema de control de la rotación de la muñeca en un dispositivo protésico mioeléctrico
Diseño de un sistema control MPPT para la máxima generación de potencia mediante la regulación de la velocidad específica óptima en un aerogenerador
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2021) Ramos Mosquera, Juan Guillermo; Paz, Alejandro
En el presente trabajo inicialmente se realiza una breve contextualización de la situación actual de la producción de energía eléctrica en el mundo y la importancia de la generación eólica en la actualidad, seguido de esto se presentan conceptos generales acerca de una turbina eólica, tipos elementos que la componen, clasificaciones etc. Luego se expone la teoría básica acerca de los fenómenos aerodinámicos en una turbina que son necesarios para comprender el flujo de la potencia a través del sistema y como esta se ve afectada por distintos factores. En las secciones siguientes se profundiza en los distintos tipos de elementos eléctricos y electrónicos, que son implementados en los sistemas de turbinas eólicas, así como los diferentes tipos de algoritmos MPPT más conocidos. Seguido, se muestran los mecanismos por medio de los cuales se explica la modificación en la extracción de potencia por parte de los algoritmos MPPT. Hacia el final del documento se muestra el modelo de turbina eólica implementado en Simulink, se detallan los elementos del sistema y se realizan mediciones de la potencia de salida con el fin de determinar las mejoras en la extracción que proporciona el añadir un algoritmo tipo P&O. Adicionalmente, se identifican zonas potenciales para la explotación del recurso eólico en el territorio colombiano según el recurso de vientos anual que presente.
Diseño de un sistema de control para la automatización del proceso de formulado y mezclado de jabones artesanales
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2021) Montoya Jaramillo, Juan Camilo; Rodríguez Bejarano, Sergio Alejandro; Contreras Pérez, Juan David
Con el propósito de impulsar pequeños negocios de jabones y otros productos similares, este proyecto propone el diseño, simulación y análisis de un sistema de control para una máquina de formulado y producción de jabones que permita automatizar todo el proceso de saponificación y, a la vez, mantener la temperatura, consistencia y pH en rangos ideales para la producción. Este proceso se inicia al reconocer las diferentes variables que se deben controlar, y detallar los diferentes métodos que se pueden implementar para poder controlar dichas variables en el modelo virtual. Seguidamente, se plantea un diseño de la arquitectura de control, seleccionando el controlador y todos los elementos de instrumentación industrial que permitan tanto actuar sobre las variables a controlar, como obtener una realimentación de estas. Posteriormente, se desarrolla el software de control a partir de los lenguajes de la norma IEC 61131-3, a la vez que se integra una interfaz hombre-máquina donde se desarrolla un sistema de formulación y recetas. Este sistema propuesto es evaluado y depurado en un entorno de simulación para poder facilitar posibles futuras aplicaciones del diseño a implementar. Adicionalmente, se plantea hacer un análisis de rentabilidad para comprobar que dicho sistema de control será efectivo al aumentar las ganancias de pequeñas empresas.
Diseño de una aplicación como ayuda para predecir el riesgo de padecer una isquemia cardiaca
(Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2021) Camayo Chaguendo, Alex; Aguilar Zambrano, Jaime Alberto; Asencio Santofimio, Helberg Antonio
Hoy en día, las enfermedades cardiacas son las principales causas de muerte alrededor del mundo. Por esta razón, en este artículo se realiza una aplicación Android que, no solamente pretende predecir el riesgo de padecer una enfermedad isquémica del corazón como prevención secundaria, sino que también, busca acompañar a los pacientes en su tratamiento de la enfermad. Para lograr lo anterior, se realizó un proceso de diseño con el uso de la Teoría de Solución de Problemas Inventivos TRIZ. De esa manera, se realizó una búsqueda en la literatura científica para caracterizar los sistemas actuales que pretenden atacar la problemática de las enfermedades cardiovasculares. Así, se encontró que Machine Learning es una herramienta de gran uso y con buenos resultados para la predicción de una enfermedad cardiovascular. Sin embargo, se encontró una ausencia de involucrar estos algoritmos en productos de apoyo donde el paciente sea el centro de atención y no sólo la enfermedad. Así, la aplicación de este proyecto lleva el modelo de los estudios a un prototipo inicial que puede ser usado por las personas como un indicador en el tratamiento del padecimiento. Como resultado, se obtuvo una aplicación en la plataforma Android que utiliza Tensorflow para el desarrollo del modelo Machine Learning, y Firebase junto con Android Studio para crear las interfaces.

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