Máster en Ingeniería Electrónica, Robótica y Automática

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Reconstrucción de Tuberías con UAVs basado en Cámaras de Profundidad
(2024) Cruz Muñoz, Salvador; González Morgado, Antonio; Heredia Benot, Guillermo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Recientemente, los UAVs (Vehículos Aéreos No Tripulados) han ampliado su aplicación en tareas como la inspección, aprovechando su autonomía y su capacidad para moverse en zonas de acceso limitado y operar en amplios espacios de trabajo. En este Trabajo Fin de Máster se presentan diversas metodologías para la reconstrucción 3D de tuberías con fines de inspección visual. En particular, se desarrollan, validan y comparan dos metodologías diferentes: una solución Multiview, en la que el entorno se reconstruye a partir de un conjunto de imágenes RGB, y una solución RGBD, en la que el entorno se reconstruye mediante la nube de puntos capturada por la cámara. Ambas soluciones se comparan en cuatro escenarios de reconstrucción distintos, que incluyen dos tipos de tuberías (una aislada y una de PVC). Finalmente, se proponen mejoras en función de los resultados obtenidos.
Control de Sistemas de Climatización con Energyplus, Matlab y Open Studio
(2024) Nájera Armijo, Jonathan Fabricio; Escaño González, Juan Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
El edificio se encuentra en algún lugar de Sevilla y para su correcto funcionamiento se le agrega en Open Studio primero un archivo climático ESP_Sevilla.083910_SWEC.epw el cual proporciona datos climáticos de Sevilla esenciales para simular el comportamiento del edificio bajo condiciones meteorológicas reales y Estos datos incluyen temperaturas, humedad, velocidad del viento, entre otros. Segundo un archivo de EnergyPlus contiene información geográfica de Sevilla y tercero la geometría de la casa se diseña en Open Studio para que en este caso tenga un sótano y dos pisos, el sótano se encuentra debajo del piso no tiene puertas ni ventanas a pesar de que contiene una (sala de máquinas, escaleras y sala de descanso) su ventilación se realizará por medio de un ventilador, el piso 1 está formado por (escalera, corredor, cocina, baño y un lobby), el piso 2 está formado por (corredor, sala de ventas, cocina, aula, sala de impresiones, baño, sala de almacenamiento, sala de conferencias), el sistema HVAC atravez de zonas térmicas predefinidas acondicionara tanto el piso 1 y 2, los materiales de construcción seleccionados son los típicos en una construcción, con respecto a las cargas eléctricas el edificio tiene sistemas de iluminación y equipos en cada habitación además de luces exteriores que tendrán el comportamiento como una fotocelda, tanto la cantidad de energía consumida, los setpoints del sistema HVAC se encuentran definidos por horarios (Squedules) que definirán el horario de funcionamiento de luces y equipos eléctricos. Una vez ejecutado el archivo exportara los resultados a dos tipos de archivo uno en EnergyPlus y el otro en Open Studio en el cual podremos visualizar datos estadísticos del edificio. El archivo de EnergyPlus se cargara con información del edificio y se lo conectaremos a Matlab por medio de una interfaz externa llamada Building Controls Virtual Test Bed (BCVTB). Una vez conectada con Matlab utilizaremos un paquete de co-simulación el cual tiene todas las herramientas necesarias para la comunicación entre MATLAB y EnergyPlus, utilizando las configuraciones establecidas en el archivo idf de Energyplus. mlepMatlab_example.m: Es un ejemplo práctico que demuestra cómo se utiliza la herramienta mlep para realizar una co-simulación entre MATLAB y EnergyPlus. Gestión de la co-simulación: mlep.m: Este es el componente central de la co-simulación, el cual gestionara el control y la comunicación bidireccional entre MATLAB y EnergyPlus. Incluye métodos para iniciar, leer, escribir y detener la simulación, además de configurar la simulación basada en los archivos IDF y EPW. En el edificio de Open Studio se integrara fuentes energías renovables como un panel solar, un generador eólico y una batería de litio Tesla 2 y los utilizaremos para realizar una optimización mediante programación lineal entera para satisfacer la demanda del edificio y mejorar el coste.
Uso de técnicas de procesado de nubes de puntos para verificación dimensional de productos
(2024) Parra Montes, Jesús; Garrido Satué, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Este trabajo fin de máster se centra en el desarrollo de métodos para la obtención de medidas precisas a partir de modelos 3D utilizando Python. La capacidad de extraer información métrica de modelos tridimensionales es crucial en diversos campos como la ingeniería, la medicina y la arquitectura. El objetivo principal de este estudio es implementar y evaluar diferentes técnicas de medición automatizadas en modelos 3D para mejorar la precisión y eficiencia de estos procesos. El enfoque principal del proyecto incluye el uso de la librería Open3D para el procesamiento y análisis de nubes de puntos, lo cual permite manejar y procesar datos tridimensionales de manera eficiente. A lo largo del trabajo, se ha demostrado que es posible obtener una serie de medidas precisas a partir de un modelo 3D de una pieza, utilizando la nube de puntos. Los resultados obtenidos han mostrado que los errores presentes en las diferentes mediciones son razonables, validando así la viabilidad del uso de modelos 3D y nubes de puntos para la medición de piezas. Este estudio destaca la robustez y confiabilidad de Open3D como herramienta en aplicaciones industriales, donde la precisión en las mediciones es fundamental para asegurar la calidad y exactitud necesarias en la manufactura y control de calidad de piezas. Además, la capacidad de obtener medidas precisas permite detectar y corregir errores de manufactura a tiempo, evitando retrabajos costosos y desperdicio de material, y asegurando la interoperabilidad de diferentes componentes.
Desarrollo y Evaluación de una Manta de Presión con Sensores Piezorresistivos para Aplicaciones Médicas
(2024) Sánchez Vera, África; Ojeda Granja, Joaquín; Martín-Sosa, Ezequiel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
Estetrabajopresentaeldesarrollo yevaluación de unamantadepresiónbasadaensensorespiezorresistivos, diseñada para aplicaciones médicas. El objetivo principal es comparar la eficacia de dos tipos de sensores piezorresistivos, el Force Sensitive Resistor (FSR) y el Velostat, para determinar cuál ofrece mejores resultados en términos de precisión, coste y practicalidad de fabricación. La investigación incluye la caracterización detallada de ambos sensores mediante experimentos que evaluaron sus curvas características, respuesta ante escalón, histéresis, deriva y repetibilidad. Los datos obtenidos de estos experimentos fueron procesados y analizados utilizando MATLAB, proporcionando una base sólida para la comparación de los sensores. Los resultados indican que cada sensor tiene ventajas y desventajas específicas, dependiendo de las condiciones de uso. El FSR mostró una mayor precisión en la detección de cambios rápidos en la presión, mientras que el Velostat ofreció una mejor estabilidad a largo plazo. La manta de presión desarrollada se propone como una herramienta innovadora para la medición de la distribución de fuerza en aplicaciones médicas, con un enfoque futuro en su utilización para la rehabilitación de pacientes de accidentes cerebro vasculares. En conclusión, este estudio proporciona una evaluación exhaustiva de los sensores piezorresistivos y establece una base para futuras investigaciones y desarrollos en el campo de las aplicaciones médicas. Se sugieren mejoras tecnológicas y metodológicas para optimizar el rendimiento de la manta de presión y ampliar su aplicabilidad en el ámbito clínico.
Diseño, Simulación y Control de un Convertidor DC-DC Dual Active Bridge Resonante para Operación en Paralelo en una Microrred DC
(2024) Muñoz Carrero, Alba; Carmona Vicente, David; Carrasco Solís, Juan Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Los convertidores DC-DC Dual Active Bridge (DAB) tienen diversas aplicaciones, incluyendo la integración de electrolizadores, pilas de combustible, baterías y paneles fotovoltaicos en microrredes DC. Estas aplicaciones permiten una gestión eficiente y flexible de la energía en sistemas de generación y almacenamiento distribuidos. El proyecto aborda el diseño, simulación y control de un convertidor DC-DC DAB con topología resonante, orientado a su operación en paralelo dentro de una microrred DC. Se estudian los principios teóricos fundamentales del DAB, con el objetivo de mejorar la eficiencia energética del sistema. Se detalla el proceso de diseño del hardware, incluyendo la selección y dimensionamiento de componentes clave, así como la interconexión de múltiples convertidores en paralelo. Para validar el desempeño del convertidor, se desarrollan y simulan diversas estrategias de control, asegurando un reparto equitativo de la potencia entre los convertidores y un control preciso de la tensión y la corriente en el sistema. Los resultados de las simulaciones confirman la eficiencia y estabilidad del sistema, demostrando su viabilidad para su integración en microrredes DC. Asimismo, se realizaron pruebas prácticas que corroboran los resultados teóricos y proporcionan una base sólida para futuros desarrollos en el campo de la conversión de energía.
Construcción de una habitación de cultivo automática básica
(2024) López Llamas, Antonia; Pérez Vega-Leal, Alfredo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Este trabajo aborda el diseño de una habitación de cultivo de bajo presupuesto cuyo objetivo es proporcionar a las plantas un habitat adaptado a sus necesidades para favorecer su crecimiento y floración. Se han utilizado luces LEDs y sensores de luminosidad, temperatura y humedad para controlar el estado de la planta en todo momento. Se ha realizado una prueba experimental de la efectividad de la habitación de cultivo mediante dos semilleros. Se han cultivado dos plantas de albahaca, una en el interior del habitáculo y otra al exterior, comparando la velocidad de crecimiento de ambas.
Diseño y validación de controladores predictivos para un vehículo tipo segway
(2023) Moya Mateo, Samuel; Limón Marruedo, Daniel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Este Proyecto de Final de Máster se centra en continuar con los avances realizados en el diseño y control de un Segway pequeño con capacidad de autoequilibrio. Para lograr esta funcionalidad, se implementarán diversos algoritmos de control, incluyendo el Control Lineal Cuadrático (LQR) y dos variantes del Model Predictive Control (MPC): lineal y no lineal. Estos algoritmos se seleccionan con el objetivo de optimizar el rendimiento del Segway en diferentes condiciones y escenarios. Además, se emplearán dos herramientas clave en el proceso de diseño y control: SPCIES y CasADI. SPCIES será la herramienta empleada en el desarrollo de un código que permita implementar el MPC lineal en el comportamiento del Segway, mientras que CasADI será la herramienta empleada en la implementación del MPC no lineal. Mediante diversas simulaciones realizadas en Matlab, se comprobarán y diseñarán los algoritmos de control anteriores comparándolos entre sí. Otro aspecto a estudiar en este proyecto será la identificación de estados, permitiendo la obtención de matrices del espacio de estados del sistema. Estas matrices se utilizarán para ajustar y validar los parámetros del Segway, verificando su capacidad para corregir errores de equilibrio de manera efectiva. En resumen, este trabajo aborda la tarea de diseñar un Segway con capacidad de autoequilibrarse, integrando algoritmos de control avanzados y herramientas especializadas. La identificación de estados y la validación experimental contribuirán a evaluar la eficacia del sistema en situaciones prácticas, respaldando así la robustez y rendimiento del Segway desarrollado.
Fabricación de Circuitos Microfluídicos sobre Sustrato PCB empleando Impresora 3D SLA
(2024) Medrano Trujillo, Juan Ignacio; Quero Reboul, José Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Este documento corresponde con el Trabajo Final de Máster que presenta un prototipo de microsistema de flujo, compuesto por un circuito electrónico y un circuito microfluídico cuyo fin es el de generar y detectar el paso de un líquido a través de un microcanal. El circuito electrónico está compuesto por un diodo LED y un fototransistor que son los agentes encargados de detectar variación de fluido dentro de la cavidad. El circuito microfluídico se ha fabricado con una impresora 3D SLA utilizando resina de color transparente. El modelo del circuito sigue una unión de sección T en la cual, al confluir dos líquidos inmiscibles de caudales diferentes, genera una gota o burbuja aguas abajo. Para la elaboración de este prototipo se han llevado a cabo una serie de pruebas que se recogen en este documento. Adicionalmente, se ha usado un Arduino que ejerce como fuente de alimentación y a través de su puerto serie se recoge el valor de la señal de salida del circuito electrónico.
Redes Neuronales aplicadas a la detección de posición y direccionamiento de elementos de fabricación
(2023) Cebolla Verdugo, Francisco Javier; Escaño González, Juan Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
En estos últimos años, ha habido un gran avance respecto a las inteligencias artificales mediante el uso de redes neuronales. El proyecto trata, mediante el uso de esta herramienta aplicada a visión,se analizarán varios tipos de redes neuronales que pueda identificar la posición de una o varias bandejas dentro de una célula de fabricación, y su dirección a través de los carriles que esta tiene, todo ello para transmitirlo a su gemelo digital en el mundo virtual. La identificación de los valores reales de posición y velocidad, dotarán al gemelo digital de la sincronización adecuada para ajustar sus parámetros y tener así una réplica de la realidad, constituyendo así la actualización del modelo.
Fabricación y ensamblaje de stacks de pilas de combustible PEM
(2023) Hidalgo Moreda, Elisa; Iranzo Paricio, José Alfredo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
Este trabajo se enmarca dentro del contexto de las pilas de combustible PEMFC, tecnología prometedora por su elevada relevancia ambiental y funcionalidad técnica. El Estado del Arte actual se centra principalmente en mejorar el rendimiento y prestaciones de la pila y son pocos los autores que toman en consideración los métodos de fabricación de los componentes y las técnicas de ensamblado pese a ser estos dos factores de vital importancia de cara a una comercialización viable. El presente Proyecto persigue investigar el estado actual de la fabricación de los componentes asociados así como su posterior ensamblado examinando ventajas y escollos con el fin de evaluar la viabilidad de los métodos. Se pretende así identificar las líneas de investigación existentes al igual que hacia dónde podrían reconducirse. De esta forma, se exponen las futuras perspectivas en relación al Estado del Arte actual. Para alcanzar estos objetivos se comienza con una introducción que contextualiza esta tecnología junto a su interés científico y ambiental. Posteriormente se dedican tres secciones para abordar el trabajo. En primer lugar se detalla el funcionamiento del sistema en su totalidad así como componente a componente. A continuación se indaga en la fabricación de la pila PEMFC, y por último en el ensamblado. Esto conduce a una conclusión que resume los aspectos tratados desde la perspectiva de reflexionar sobre las posibles expectativas futuras en el ámbito de la investigación, las cuales pueden desempeñar un papel fundamental en impulsar su futura aplicación comercial.
Desarrollo de una plataforma de control versátil para sistemas de energía distribuidos
(2023) Jiménez Alonso, Juan; Márquez Alcaide, Abraham; Laguna García, Marta; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Los convertidores modulares son cada vez más usados debido a las ventajas que ofrece la modularidad como la escalabilidad, la alta potencia manejable y la reducción de costes de mantenimiento. Sin embargo, la mayoría de instalaciones utilizan técnicas de control centralizadas para manejarlos. El control centralizado, aunque ha sido el estándar en este tipo de aplicaciones, tiene algunas desventajas como la necesidad de gran cantidad de pines de entrada y salida del controlador. La mayoría de líneas de investigación y las nuevas aplicaciones industriales están apostando por el control coordinado y descentralizado, permitiendo que los extremos puedan llevar a cabo algunas tareas de control. Este proyecto pretende ser útil en el desarrollo de nuevas formas de control, proporcionando una herramienta flexible, adaptable a la mayoría de las topologías de control y programable rápidamente para implementar técnicas de control variadas. Para ello, se ha diseñado una placa de control basada en un microprocesador multi-core, versátil y flexible, de forma que pueda ser usada en diferentes paradigmas de comunicación y con controladores extremos o centrales. Para ello, cuenta con una amplia variedad de periféricos que permiten realizar funciones diversas. Entre los periféricos que contiene podemos encontrar puertos para comunicaciones prioritarias y no prioritarias, PWMs, ADCs, buses de comunicaciones digitales, etc. Además, en cuanto a software, se ha definido una estructura de control transparente al usuario. Ha sido particularizado para tres modos de funcionamiento esperados, con el fin de facilitar la implementación de los controladores. Se ejecuta cíclicamente atendiendo periódicamente diferentes tareas como recibir y enviar mensajes, ejecutar algoritmos de control, convertir señales analógicas entrantes en datos, etc. Este TFM también ha englobado el desarrollo de librerías para manejar dos dispositivos externos a través del bus I2C (un expansor de pines GPIO y un convertidor analógicodigital). Todo este software y hardware ha sido probado, en ocasiones con éxito y en otras sin fortuna, buscando el fallo y siempre encontrando el problema. Por último, en los apéndices del documento, el próximo usuario de esta solución puede encontrar algunas pautas de qué pasos seguir para arrancar, así como ayudas a posibles cambios que quieran realizarse en el código.
Deep Model Reconstruction: aplicación de redes profundas generativas para el modelado aéreo dinámico de desastres naturales
(2023) Martínez Carral, Benito; Toral, S. L.; Yanes Luis, Samuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Este trabajo surge como una necesidad de control de la contaminación en el lago Yparacaí, situado en la capital de Paraguay, Asunción. En el se utilizan diferentes técnicas para simular consecuencias de dicha contaminación como son la distribución y localización de algas en la superficie del lago y el nivel de turbidez del agua. Estos datos permiten entrenar estructuras enmarcadas en la rama del Deep Model Reconstruction como los autoencoders convolucionales variaciones, utilizados para la reconstrucción de imagenes. El objetivo fundamental de proyecto es ser capaz de reconstruir un mapa de contaminación del lago partiendo la imagen parcial del mismo obtenida tras el sobrevuelo de un dron.
Desarrollo e implementación en tiempo real de controladores predictivos basados en aprendizaje en una plataforma System on Chip. Validación sobre un sistema de posicionamiento impulsado por una hélice.
(2023) Moreno Blázquez, Carlos; Limón Marruedo, Daniel; Moreno Nadales, Juan; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
A lo largo de este proyecto, se ha llevado a cabo un minucioso proceso de diseño y construcción de un sistema físico de hélice-balancín. Desde la meticulosa fabricación de las piezas hasta la disposición precisa de la electrónica requerida, se ha garantizado un ensamblaje adecuado para asegurar el funcionamiento integral del sistema. Con la formulación y obtención de un modelo matemático altamente preciso, capaz de replicar con fidelidad las complejas características del sistema real, el enfoque principal de este documento reside en demostrar la viabilidad de todas las técnicas, metodologías y pasos necesarios para llevar a cabo el control del sistema físico hélice balancín en un entorno Hardware in the loop controlado, confirmando por ende su potencial aplicabilidad en la situación física real Este estudio ha profundizado en diversas técnicas utilizadas en el proceso, así como en la metodología empleada para adquirir los datos y generar modelos NARX necesarios para alimentar el predictor KI. Cada fase del tratamiento de los datos ha sido exhaustivamente desglosada, desde la fase inicial de obtención de datos medibles del sistema hasta la transformación final de estos en información utilizable e implementable en el System on Chip utilizado. La implementación del control predictivo basado en modelo (MPC) en un entorno simulado en un System on Chip conforma el objetivo principal de este trabajo. Los resultados presentados en dicho documento confirman la solidez y precisión que el control MPC aporta a sistemas caracterizados por su inestabilidad inherente. La capacidad de anticipación, potenciada por el empleo de un predictor, junto con los rápidos tiempos de cálculo facilitados por el sistema embebido con FPGA, sitúan al control MPC como una solución viable en aplicaciones que demandan respuestas en tiempo real, como la problemática abordada en este estudio. Al considerar la coherencia entre los procedimientos desarrollados en este estudio, respaldados por los resultados alentadores obtenidos sobre el modelo del mismo permiten corroborar la efectividad y aplicabilidad de esta perspicaz estrategia de control en un entorno tangible ya existente.
Diseño y construcción de una microválvula de tesla con impresión 3D
(2023) Molina Aguiar, Nelson Andrés; Quero Reboul, José Manuel
En la siguiente investigación se va a desarrollar una microválvula de tesla de flujo unidireccional para aplicación de sistemas microfluídicas las cuales se suelen fabricar generalmente con técnicas de micromecanizado superficial las cuales las hacen útiles en la industria de la medicina, biomédica, así como en sistemas de control en donde se requiere controlar pequeños volúmenes de un fluido de una entrada. Dado que la mayoría de las investigaciones con válvulas de tesla por lo general tienden a cerrar la geometría en donde se encuentran los lagrimales con un acrílico o con tapas haciendo uso de pernos y tornillos o realizando moldes para después aplicar PDMS material utilizado en la fabricación de microcircuitos, este proyecto se enfoca en la manufactura de la microválvula de tesla con resina liquida a través de la impresión 3D permitiendo crear hermeticidad en la estructura y simplificando los dos pasos anteriores lo que permite generar una nueva rama de circuitos microfluídicos. En cuanto ha las pruebas de validación se ha realizado simulaciones en Comsol Multiphysics para determinar las presiones y caudales que circulan por la microválvula de tesla, aunque también se realiza las mismas pruebas en el prototipo real para el análisis de curvas de diodicidad características de este tipo de dispositivo.
Monitorización de la calidad del agua: estudio, calibración y validación del dispositivo Smart Water a bordo de un ASV
(2023) Roldán Revuelta, Alicia; Toral, S. L.; Gutiérrez Reina, Daniel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
Durante el desarrollo de este proyecto se han descrito las diferentes fases de las que se compone el proceso de monitorización de la calidad agua, poniendo el foco desde la búsqueda de información y conceptos específicos que esclarecen las propiedades y parámetros a tener en cuenta, conocer el funcionamiento de los sensores que forman parte de este proceso, hasta el estudio de cómo interpretar los resultados obtenidos para llegar a conclusiones realistas sobre las características y excelencia del agua. En primer lugar, se ha realizado una búsqueda bibliográfica del significado de calidad de agua, así como de los requisitos y parámetros a tener en cuenta para hablar de dicho concepto y hacer posible una calificación certera. A continuación, se ha hecho un análisis del dispositivo seleccionado para el proceso de monitorización. En este caso, se trata de la unidad Smart Water de Libelium, compuesto por cinco sensores y los cuales serán objeto de un exhaustivo estudio y análisis de su comportamiento interno, además de comentar el proceso de calibración y validación de estos. Por último, se ha llevado a cabo un análisis real de agua donde se comparan los valores obtenidos experimentalmente con resultados de estudios oficiales previos tomados como referencias.
Herramienta de gestión para sistemas de inspección basados en múltiples drones
(2023) Poma Aguilar, Álvaro Ramiro; Maza Alcañiz, Iván; Ollero Baturone, Aníbal; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
El uso de múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAVs por las siglas en inglés de Unmanned Aerial Vehicles) en tareas de inspección con vuelo autónomo requieren una interfaz de control simple y amigable que permita gestionar los vehículos no tripulados. El propósito de este Trabajo de Fin de Máster es realizar una estación de mando y control en tierra (GCS por las siglas en inglés de Ground Control Station) que permita controlar y monitorizar el vuelo de múltiples UAVs heterogéneos que realizan misiones de inspección autónomas sobre grandes infraestructuras. La flota utilizada consiste en una plataforma de ala fija con aterrizaje y despegue vertical (VTOL por las siglas en inglés de Vertical Take-Off and Landing) modelo DeltaQuad Pro y dos quadricópteros modelo Matrice M210 RTK V2 de la marca DJI. Cada UAV está equipado con un ordenador a bordo que amplía sus funcionalidades y, mediante el uso de ROS (Robot Operating System), y herramientas y paquetes para la conexión con el autopiloto, permite obtener telemetría del UAV, imágenes de las cámaras a bordo y controlar el vuelo a través de la GCS. El desarrollo de la GCS se presenta como una solución escalable y compatible con múltiples autopilotos. Se basa en una arquitectura cliente-servidor y consta de dos programas que se comunican a través de una API y un websocket, lo que permite la interacción con varios usuarios y la integración con aplicaciones de terceros. El cliente es una interfaz de usuario basada en REACT.js, mientras que el servidor se encarga de la lógica y el control del sistema, estableciendo la conexión entre los UAVs y la interfaz. Para validar la herramienta desarrollada ha sido necesaria la simulación de las distintas aeronaves, realizando simulaciones en hardware in the loop con el Matrice 210 y software in the loop con el autopiloto PX4 para simulaciones del VTOL modelo DeltaQuad. También se hizo la validación de todo el sistema mediante la inspección de lineas eléctricas de Endesa ubicadas en el campo de vuelo experimental ATLAS situado en Villacarrillo (Jaén). Estas pruebas se realizaron en el contexto del proyecto H2020 AERIAL-CORE [8]. Este trabajo también entra dentro del marco de trabajo de proyectos como OMICRON [9] y RESISTO [7].
Diseño de un sistema electrónico para recolección de datos de golpes en pádel
(2023) Cruz Luque, Mario; Gutiérrez Reina, Daniel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
El sector del deporte debe evolucionar y adaptarse a los avances tecnológicos actuales. Esto implica la integración de herramientas y dispositivos innovadores que permitan mejorar la precisión, la seguridad y la experiencia de los atletas y los espectadores. Para ello, es necesario estar al día con los avances para poder seguir siendo competitivo y atractivo en el mundo moderno, siendo el tamaño, el consumo y la falta de cobertura las principales dificultades para su implementación. El presente Trabajo Fin de Máster es un proyecto de ejecución de un dispositivo de bajo consumo capaz de proporcionar datos de los golpes dados en el pádel a través de la tecnología de comunicación Bluetooth, con el fin de poder clasificarlos y conocer estadísticas sobre un jugador en cuestión o sobre un partido. La estructura de este trabajo consistirá en una memoria con el objeto y alcance del proyecto, una introducción acompañada de algunos antecedentes, la fundamentación teórica útil para entender la solución propuesta, los requisitos de diseño e implementación tanto a nivel de hardware como de software, los resultados y conclusiones obtenidas y las propuestas de futuro, así como los anexos necesarios para el adecuado desarrollo de este.
Optimización dinámica de redes de distribución de agua
(2021) Rodríguez González, Enrique Antonio; Limón Marruedo, Daniel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
El objetivo de este Trabajo de Fin de Máster ha sido el de implementar una red de aguas para su simulación en Matlab, con el fin de desarrollar una herramienta que permita, partiendo de un modelo en EPANET de la red, proporcione un entorno en el que se pueda simular y controlar la red en todo momento. El trabajo estará dividido en dos partes claramente diferenciadas: en primer lugar, se ha trabajado en la implementación de la red en cuestión en EPANET, la cual se utilizará, mediante la Toolbox de EPANET en Matlab, para simular la red en cada momento. A partir de esto, se implementará posteriormente un algoritmo RTO que calculará el punto de operación que optimiza una función de costes definida para la red. Por otro lado, en la segunda parte del trabajo, se llevará a cabo la implementación de la misma red a través de la herramienta CasADi, con el objetivo de poder trabajar con una herramienta más potente para la implementación de la optimización del punto de operación. A su vez, se implementará también un SSTO que permita adaptar la trayectoria óptima calculada mediante el RTO a un modelo lineal del sistema, con el objetivo de poder implementar un MPC que permita, a su vez, calcular la trayectoria óptima a seguir para llevar la red hasta su punto de funcionamiento óptimo. Finalmente, se implementará un control de bajo nivel (mediante controladores PI) con el cual, partiendo de los valores de los caudales que proporciona como referencia el MPC, permitan determinar cuáles deberán ser los valores de apertura de las válvulas y de la bomba de la red.
Diseño de un convertidor ANPC trifásico y estudio de sus pérdidas en función de las distintas técnicas de modulación empleadas
(2022) Garrido Flores, Francisco José; Vázquez Pérez, Sergio; Márquez Alcaide, Abraham; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Electrónica
En este trabajo académico, se va a diseñar la electrónica de un convertidor de potencia de tipo Active Neutral Point Clamped (ANPC) con fines académicos. Se crearán placas de circuito impreso (PCBs) tanto de potencia como de control y se desarrollarán modelos complejos de simulación para realizar análisis de las pérdidas del convertidor. Se analizarán las pérdidas por conducción y por conmutación del inversor en función de una serie de parámetros. El principal, será en función del factor de potencia utilizado, pero, además, también se analizarán las pérdidas en función del tipo de modulación elegido y de la frecuencia de las portadoras. Para ello utilizaremos el Software de simulación Plecs [1] integrado en Simulink [2]. También se realizarán una serie de diseños de PCBs. Para ello, se utilizará el Software Eagle [3] de Autodesk y se explicarán paso a paso tanto las decisiones tomadas para desarrollar los esquemáticos como los propios rutados de la placa de circuito impreso.
Monitorización y supervisión de redes de distribución con PQMs, uPMUs y Machine Learning
(2022) Arenas Ramos, Victoria; Cuesta Rojo, Federico; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
El presente trabajo se centra en el estudio del papel que cumplen los analizadores de calidad de suministro en sus aplicaciones en redes eléctricas de distribución, así como en el desarrollo de una infraestructura software que permita la gestión conjunta de varios de estos dispositivos de forma remota a la vez que permita el acceso a las medidas de una forma cómoda para trabajos de análisis, predicción o control. La infraestructura debe cumplir con los requerimientos de sincronismo, precisión temporal y escalabilidad necesarios al trabajar con los analizadores de calidad, siempre teniendo en cuenta el gran volumen de datos que estos dispositivos generan. Como analizadores de calidad de suministro se trabajará con dos analizadores de calidad PQube3, dispositivos comerciales de la empresa Powerside que cumplen con el estándar IEC 61000-4-30 clase A. Por otro lado, la infraestructura software consistirá en un agente que recoja los datos, un gestor de bases de datos especialmente dedicado a series temporales, y una herramienta de análisis que permita analizar la información almacenada. La elección de cada una de las herramientas será discutida a lo largo de este trabajo. Como prueba de concepto se recurrirá a dicha infraestructura para distinguir mediante un modelo predictivo entre tres cargas distintas, simulando así que se trata de tres estados de la red diferentes. Para ello, se caracterizarán las tres cargas- en este caso, tres bombillas LED que distorsionan la forma de onda con armónicos de distinta frecuencia- y se entrenarán dos modelos clasificatorios con datos almacenados off-line, para posteriormente trabajar a tiempo real con los datos recogidos por los analizadores. Junto con los analizadores de calidad de suministro, se añade tanto al estudio como a la infraestructura una unidad de medición fasorial o PMU, un dispositivo habitual en las redes de distribución con aplicaciones muy similares a los analizadores de calidad, pero con una filosofía diferente. Su incorporación al estudio permitirá realizar una comparativa entre ambos modelos, conociendo así con mayor amplitud el estado del arte en monitorización de redes de baja y media tensión. Su incorporación a la plataforma desarrollada permite asegurar la escalabilidad del sistema.

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